מחלת הנטינגטון היא הפרעה מוחית הרסנית שגוזלת לאט מאנשים את התנועה, הזיכרון והאישיות. זה נגרם מחלבון רעיל שנבנה בתאי המוח ובסופו של דבר הורג אותם. במשך שנים, מדענים יודעים שהחלבון המזיק הזה לא נשאר במקום – הוא מתפשט מתא מוח אחד למשנהו. עם זאת, איך בדיוק מתרחשת ההתפשטות וכיצד לעצור אותה נותרה בגדר תעלומה.
בפריצת דרך גדולה, חוקרים מאוניברסיטת פלורידה אטלנטיק ומשתפי פעולה זיהו מסלול סלולרי שלא היה ידוע בעבר, המאפשר לתאי מוח להעביר חומר רעיל ישירות לשכניהם דרך מבנים זעירים דמויי צינור. חשוב לציין, המחקר שפורסם ב-Science Advances, מראה ששיבוש מסלול זה מפחית באופן דרמטי את התפשטות החלבון הגורם למחלה במוח.
מבנים מיקרוסקופיים אלה, הנקראים "ננו-צינורות מנהרה", פועלים כמו גשרים ישירים בין תאים. בניגוד לאותות כימיים שמתפזרים בחלל, ננו-צינורות מאפשרים לתאים לחלוק חלבונים וחומרים אחרים באמצעות מסירה ידנית. אמנם סוג זה של שיתוף עשוי לפעמים לעזור לתאים בריאים להגיב ללחץ או פציעה, אך הוא יכול להפוך למסוכן גם כאשר הוא מפיץ חלבונים מזיקים, כמו חלבון האנטינגטין המוטנטי האחראי למחלת הנטינגטון.
המחקר החדש מגלה שחלבון בשם Rhes – שכבר ידוע כממלא תפקיד מפתח במחלת הנטינגטון – שותף עם משתף פעולה בלתי צפוי: טרנספורטר ביקרבונט בשם SLC4A7, חלבון הידוע בעיקר בסיוע לתאים לווסת את החומציות הפנימית שלהם. יחד, שני החלבונים הללו מסייעים בבניית ננו-צינוריות המנהרות, ויוצרים כבישים מהירים המאפשרים לחלבון האנטינגטין הרעיל לעבור מנוירון אחד למשנהו.
"עבודה זו משנה באופן מהותי את האופן שבו אנו חושבים על התקדמות המחלה בהנטינגטון", אמר Srinivasa Subramaniam, Ph.D., סופר בכיר, פרופסור חבר במחלקה לכימיה וביוכימיה במכללה למדעים של צ'ארלס א. שמידט של FAU, וחבר במכון המוח של Stiles-Nicholson של FAU, David and Lynn Nichole Center for Biotechnology Research and the Biotechnology Center for Biology Center for Biology. "ידענו שנוירונים מעבירים איכשהו חלבונים רעילים זה לזה, אבל עכשיו אנחנו יכולים לראות את המנגנון שמאפשר את זה. על ידי זיהוי SLC4A7 כשותף מפתח של Rhes, חשפנו מטרה חדשה ועלולה לסמם כדי לעצור את ההתפשטות במקורה."
באמצעות טכניקות מתקדמות של מיפוי חלבון, גילו החוקרים כי Rhes נקשר פיזית ל-SLC4A7 בקרום התא. כאשר שותפות זו נוצרת, היא מעוררת שינויים בתוך התא המקדמים את הצמיחה של ננו-צינוריות. כשהצוות חסם את SLC4A7 – גנטית או באמצעות תרופות – הננו-צינוריות לא הצליחו להיווצר, וחלבון האנטינגטין הרעיל לא הצליח להתפשט.
באופן משמעותי, השפעה זו לא נראתה רק בתאים מבודדים. במודלים של עכברים של מחלת הנטינגטון, עכברים חסרי SLC4A7 הראו הפחתה דרמטית בהעברת חלבון רעיל בין נוירונים בסטריאטום של המוח, האזור המושפע ביותר במחלה. זה מצביע על כך שהתערבות במסלול שהתגלה לאחרונה עלולה להאט את התקדמות מחלת הנטינגטון על ידי הבלימה של הנזק לפני שהיא מתפשטת.
ההשלכות ממחקר זה חורגות הרבה מעבר למחלת הנטינגטון. צינורות מנהור היו מעורבים בהפרעות נוירודגנרטיביות אחרות, כולל מצבים המערבים חלבון טאו, כמו גם בסרטן, שבו תאי גידול משתמשים במבנים דומים כדי לחלוק אותות, אנרגיה ואפילו עמידות לתרופות. מכיוון שגם Rhes וגם SLC4A7 מעורבים בתהליכים תאיים בסיסיים, המסלול שזוהה לאחרונה עשוי לייצג מנגנון משותף העומד בבסיס התפשטות הנזק במחלות רבות.
מחקר זה מאיר זרקור על דרך חדשה לגמרי של תאים מתקשרים בבריאות ובמחלות. על ידי למידה כיצד חלבונים מזיקים עוברים פיזית מתא לתא, אנו משיגים נקודות מינוף חדשות ועוצמתיות לטיפול. הרעיון שנוכל להאט או אפילו לעצור את התקדמות המחלה על ידי חסימת המנהרות המיקרוסקופיות הללו פותח גבול מרגש לטיפול לא רק במחלת הנטינגטון, אלא במגוון רחב של הפרעות נוירולוגיות וסוגי סרטן בעתיד."
רנדי בלייקלי, Ph.D., מנכ"ל מכון המוח של FAU Stiles-Nicholson, הפרופסור המובחן במדעי המוח של דייוויד JS ניקולסון ופרופסור למדע ביו-רפואי, FAU Charles E. Schmidt College of Medicine
בעוד מדענים ממשיכים לגלות כיצד תאים חולקים מידע – וכיצד שיתוף זה יכול להשתבש – התגלית הזו מציעה תקווה חדשה שעצירת המחלה עשויה יום אחד להיות פשוטה כמו סגירת הדלת בין התאים.
מחלת הנטינגטון היא הפרעה מוחית נדירה, תורשתית, המשפיעה על כשלושה עד שבעה אנשים לכל 100,000 ברחבי העולם ופוגעת בגברים ובנשים באופן שווה. התסמינים מופיעים בדרך כלל בין הגילאים 30 ל-50 ומחמירים עם הזמן, וגורמים לתנועות בלתי מבוקרות, ירידה קוגניטיבית ותסמינים פסיכיאטריים חמורים. לכל ילד של הורה שנפגע יש סיכוי של 50 אחוז לרשת את המחלה. אין תרופה, והטיפולים הנוכחיים רק עוזרים לנהל את הסימפטומים מבלי לעצור את ההתקדמות. לאחר תחילת התסמינים, אנשים חיים בדרך כלל 10 עד 20 שנים, ולעתים קרובות מתמודדים עם מוגבלות גוברת ואובדן עצמאות.
מחברי המחקר מייצגים את Facultad de Ciencias, האוניברסיטה הלאומית האוטונומית של מקסיקו; המכון לפיזיולוגיה תאית, האוניברסיטה האוטונומית הלאומית של מקסיקו; מקס פלנק מכון פלורידה למדעי המוח; ומכון הרברט ורטהיים UF Scripps לחדשנות וטכנולוגיה ביו-רפואית.
