בניסויים עם עכברים, מדעני רפואת ג'ונס הופקינס מדווחים על ראיות חדשות לכך שמבשרים של תאים מייצרי מיאלין – אחד מסוגי תאי המוח הבודדים שממשיכים להיווצר במוח הבוגר – עוברים התמיינות נרחבת ובקצב קבוע, ולא "לפי הצורך" בתגובה לפציעה או לגיל מתקדם. הממצאים, אומרים המדענים, מצביעים על כך שטיפולים למאבק במחלות מזיקות למיאלין כמו טרשת נפוצה עשויים להפיק תועלת ממקסום הפוטנציאל הפנימי הזה.
המחקר החדש, ממומן על ידי המכון הלאומי לבריאות ותאר את ה-22 בינואר ב מַדָעמתרכז בתאים במוח הנקראים אוליגודנדרוציטים. תאים אלו מייצרים ציפוי מבודד עשיר בשומני הנקרא מיאלין העוטף את האקסונים של תאי העצב כדי להאיץ את השידורים של אותות חשמליים במערכת העצבים המרכזית.
הפרעות דמיאלינציה, הנגרמות בדרך כלל מהתקפים אוטואימוניים, זיהומים או גורמים גנטיים, מייצרות בעיות ראייה, חולשה, חוסר תחושה, כאב וחוסר קואורדינציה ושיווי משקל אצל אנשים.
בניגוד לנוירונים, אוליגודנדרוציטים מיוצרים במשך עשורים רבים במוח האנושי, המתאפשרת על ידי אוכלוסייה של תאי קדם אוליגודנדרוציטים (OPCs) שיכולים להפוך לאוליגודנדרוציטים חדשים.
אחת הסיבות לכך ש-OPC נמשכים במוח הבוגר היא בגלל שאנחנו צריכים לייצר מיאלין במשך כל כך הרבה זמן".
דווייט ברגלס, Ph.D., הפרופסור של דיאנה סילבסטר וצ'ארלס הומסי למדעי המוח, בית הספר לרפואה של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס
ברגלס מוסיף כי מכיוון ש-OPC מסוגלים לחדש את עצמם, הם מהסוגים הארוכים ביותר של תאי מבשר במערכת העצבים.
אצל אנשים עם טרשת נפוצה, דלקת מוח הקשורה לטראומה או מחלות דה-מיילינציה אחרות, המיאלין מופשט. "אובדן מיאלין משבש את היכולת של תאי עצב להעביר מידע ומשנה את תפקוד המעגלים העצביים", אומר ברגלס. עם זאת, ההתמדה של OPCs מאפשרת התחדשות של אוליגודנדרוציטים ושיקום – לפחות חלקי – של המיאלין, מציין ברגלס.
עבור המחקר הנוכחי, צוות ג'ונס הופקינס בחן מקרוב כיצד OPCs מתמיינים לאוליגודנדרוציטים חדשים. תהליך זה, אומרים החוקרים, אינו יעיל להפליא, שכן רוב ה-OPC המנסים להבדיל אינם מצליחים לייצר אוליגודנדרוציטים חדשים.
כדי להבין כיצד מבוקרת יצירת אוליגודנדרוציטים, הצוות בדק במאגרי נתונים קיימים של גנים של יונקים כדי לראות אם יש סמן מולקולרי משותף שהציע דרך לזהות מתי OPCs מתחילים את הפיכתם לאוליגודנדרוציטים במינים שונים של יונקים, כולל עכברים, מרמוסטים ובני אדם. הם גילו שכאשר OPCs מנסים להבדיל, הם משנים את ביטוי הגנים שלהם כדי לשנות את המטריצה החוץ-תאית, מעין רשת חלבון המקיפה אותם. הם גילו ששינוי מולקולרי זה הביא להיווצרות "מבנים דמויי שעון שן הארי", או DACS, הנקראים בגלל הדמיון שלהם לראש הזרע הכדורי של שן הארי, במיוחד סביב OPC מבדילים. ידע זה סיפק אמצעי חדש לעקוב אחר ההתמיינות של OPCs במוח.
הצוות, בראשות ברגלס ושותפת המחקר Yevgeniya Mironova, Ph.D., הצליח לעקוב אחר DACS במוחם של עכברים, והשתמש בכלי תיוג והדמיה גנטיים כדי לאמת ראיות לכך שכל OPC מבדל מייצר DACS שנמשך עד שתאי קדם מבשילים לאוליגודנדרוציטים.
עם כלי המעקב החדש הזה, המדענים אומרים שהיה להם רגע אאוריקה כשגילו ש-OPCs ניסו להבדיל בכל חלק של מוח העכבר, אפילו באזורים שבהם אין אוליגודנדרוציטים ואין מיאלינציה של נוירונים.
"זה הראה לנו שהתמיינות OPC מתרחשת כל הזמן בכל רחבי המוח. נראה שיש להם את הדחף המהותי הזה לנסות ללא הרף לייצר אוליגודנדרוציטים חדשים", אומר ברגלס. "למרות שזה עשוי להיראות מאוד לא יעיל, אנחנו חושבים שהתהליך הזה התפתח כדי לספק פוטנציאל שווה לייצור אוליגודנדרוציטים ומיאלין חדשים בכל מקום במוח. לאחר מכן נותר לנוירונים לעזור להחליט איזה מהתאים המתמיינים הללו ישרוד כדי ליצור מיאלין".
בסדרה אחרונה של ניסויים, המדענים הסירו אוליגודנדרוציטים ומיאלין במוחות של עכברים כדי לחקות מחלות, נזק והזדקנות הקשורות למיאלין. באופן בלתי צפוי, הם גילו ש-OPC ממשיכים כרגיל בתהליך הבידול היציב שלהם, ללא קשר אם היה צורך דחוף במיאלין חדש. למרות שלא הייתה עלייה בהתמיינות OPC, יותר מהתאים הללו שרדו לייצור אוליגודנדרוציטים חדשים, מה שמראה כיצד שינויים באינטגרציה, במקום גיוס ישיר של תאי המבשר, אחראים לעלייה בהופעת המיאלין החדש לאחר פציעה.
"נראה שההתמיינות הקבועה של ה-OPC תוכננה להתפתחות המוח, לא לתיקון", אומר ברגלס, שמציע כי מציאת טיפולים הרותמים את ההיבטים ההתפתחותיים של תהליך ייצור האוליגודנדרוציטים עשויים להגביר את הסיכויים לתיקון מהיר של מיאלין.
בנוסף לברגלס ומיירונובה, תורמים נוספים למחקר הם ברנדן דאנג, דונגון היו, יו קאנג שו, אנג'לה יו-הואי הסו, ג'יימה אוגנין פון ברנהרדי, ג'יאן קרלו מולינה-קסטרו, אניה א. קים וג'ינג-פינג לין מג'ונס הופקינס ודניאל רייך מהמכון הלאומי לבריאות.
המימון למחקר ניתן על ידי המכונים הלאומיים לבריאות (AG072305, NS041435), תוכנית המחקר התוך-קירי של המכון הלאומי להפרעות נוירולוגיות ושבץ מוחי, הקרן למחקר רפואי של ד"ר מרים ושלדון ג' אדלסון והאגודה הלאומית לטרשת נפוצה.
