חוקרת בית הספר לרפואה של UNC, שרה כהן, דוקטורט ואיאן ווינדהאם, סטודנט לדוקטורט לשעבר ממעבדת כהן, גילו תגלית חדשה על אפוליפופרוטאין E (APOE) – גורם הסיכון הגנטי הגדול ביותר למחלת אלצהיימר מאוחרת.
לאנשים מבוגרים שירשו וריאנט גנטי בשם APOE4 מהוריהם יש סיכון גבוה פי שניים או פי שלושה לפתח את המחלה הנוירודגנרטיבית המאוחרת. אם החוקרים יוכלו להבין טוב יותר כיצד APOE4 משפיע על תאי המוח, זה עשוי לעזור להם לעצב תרופות אפקטיביות ולמקד את המנגנונים הגורמים לסיכון המוגבר למחלה.
כהן ווינדהאם ביצעו מחקר יסודי במיוחד בן חמש שנים כדי להבין ולהמחיש טוב יותר את הקשר בין APOE4, מחלת אלצהיימר ומולקולות שומן הנקראות שומנים במוח.
"גילינו שתאי מוח הידועים בשם אסטרוציטים פגיעים יותר לנזק ואף עלולים להתקלקל כאשר APOE4 מקיף את מרכזי אחסון השומנים שלהם", אמר כהן, עוזר פרופסור לביולוגיה ופיזיולוגיה של התא ומחבר בכיר במאמר שפורסם ב- כתב עת לביולוגיה של התא. "מנגנון זה יכול להסביר מדוע בדיוק APOE4 מעלה את הסיכון לאלצהיימר ברמה התאית".
תפקיד השומנים במוח
שישים אחוז מהמסה היבשה של המוח מורכבת משומנים, הממלאים תפקידים חשובים במוח, כמו אגירת אנרגיה תאית ויצירת מיאלין, החומר המקיף ומבודד נוירונים. ניתן למצוא שומנים בתאי אחסון שומן מיוחדים הידועים כטיפות שומנים בתוך אסטרוציטים.
מועילים ככל שיהיו, שומנים יכולים להיות רעילים אם התנאים מתאימים. כאשר מתרגשים או לחוצים, נוירונים משחררים שומנים רעילים לסביבה. על אסטרוציטים מוטלת המשימה לנקות את השומנים הרעילים הצפים חופשיים ולמנוע מהם להצטבר במוח.
אם אסטרוציטים היו פגומים או לא מתפקדים בדרך כלשהי, הם לא יכולים לבצע את חובות הניקוי שלהם. כתוצאה מכך, תאי מוח אחרים, הנקראים מיקרוגליה, אינם יכולים לנקות גם פלאק עמילואיד בטא במוח, גורם מניע נוסף למחלת אלצהיימר.
לראות את APOE בזמן אמת
APOE מיוצר על ידי אסטרוציטים. בדומה למונית או אובר, החלבון מפקח על שחרור והובלת שומנים בין סוגי תאים במוח. ווינדהאם וכהן רצו לראות מה בדיוק קורה עם הליפידים באסטרוציטים. וינדהם הובילה את המטען, ויצרה מערכת תיוג ותיוג שתאפשר להם לראות את הקרביים של אסטרוציטים בפעולה מתחת למיקרוסקופ.
תיוג APOE עם חלבון פלואורסצנטי ירוק אפשר לנו לראות את המקומות השונים ש-APOE מגיעה אליהם בתוך תאים חיים."
איאן אינדהאם, כיום פוסט-דוקטורט באוניברסיטת רוקפלר והמחבר הראשון של המאמר
הצוות האכיל לראשונה באסטרוציטים חומצה אולאית, חומצת שומן אומגה 9 המיוצרת באופן טבעי בגוף. באמצעות מיקרוסקופ, הצוות צפה בהיווצרות הרגילה של טיפות שומנים. APOE4, באופן מפתיע, נצמד לטיפות השומנים כמו מגנט ושינה את הצורה והגודל של הטיפות.
לחוקרים התברר בשפע ש-APOE4 יכול להימלט מהפרשה, לנעול את עצמו בתוך אסטרוציטים ולנדוד לטיפות שומנים בתוך אסטרוציטים. Windham וכהן משערים שההרכב המשתנה של טיפות השומנים עלול לגרום לחוסר תפקוד אסטרוציטים ולהשפיע על יכולת המיקרוגליה לנקות עמילואיד בטא.
ליפידים: הגבול הבא
עם זאת, יש צורך במחקר נוסף כדי לדעת את הפרטים הספציפיים. כהן מקווה שהממצאים שלהם ידגישו עוד יותר את תפקידן של טיפות שומנים במחלת אלצהיימר ומחלות ניווניות אחרות.
"במאמר הראשון של אלואיס אלצהיימר, הוא תיאר שלושה מאפיינים של מחלה ניוונית נוירודגנרטיבית: רובדי עמילואיד בטא, סבכי טאו והצטברויות של שומנים", אמר כהן. "השניים הראשונים זכו לתשומת לב רבה. הגבול הבא הוא שומנים. כאשר APOE הוא גורם הסיכון הגנטי הגדול ביותר, אנחנו חושבים שהוא מכיל את הרמזים לאופן שבו שומנים משתלבים בסיפור".
