מדענים יודעים כבר שנים שסריג של כלי דם מזין תאים ברשתית שמאפשרים לנו לראות – אבל זו הייתה תעלומה כיצד נוצר המבנה המורכב.
כעת, חוקרים מאוניברסיטת סן פרנסיסקו מצאו סוג חדש של נוירון שמנחה את היווצרותו.
התגלית, שתוארה בגיליון 23 במאי 2024 של תָאיכול יום אחד להוביל לטיפולים חדשים למחלות הקשורות לפגיעה בזרימת הדם בעיניים ובמוח.
זו הפעם הראשונה שמישהו ראה נוירונים ברשתית המשתמשים במגע ישיר עם כלי דם כדרך להנחות אותם ליצור את הסריגים התלת-ממדיים המדויקים הללו. זה מקרב אותנו לאפשרות לתקן אותם כשהם פגומים או לנתב אותם מחדש כשהם לא נבנו כמו שצריך מלכתחילה".
Xin Duan, PhD, פרופסור חבר לרפואת עיניים ומחבר בכיר של המחקר
חלבון החש בנוכחות תאים סמוכים
החוקרים עבדו עם עכברים שזה עתה נולדו, שעיניהם עדיין זקוקות למספר שבועות כדי להתפתח באופן מלא. Kenichi Toma, PhD, סימן את הנוירונים של הרשתית הקרובים ביותר לכלי הדם בחלבון שזוהר בירוק תחת אור אולטרה סגול כדי שיוכל לראות את הסריג תוך כדי היווצרותו.
לאחר מכן, הצוות זיהה תת-קבוצה של נוירונים, הנקראים נוירונים perivascular, אשר יוצרים קשר ואז מקיפים כלי דם גדלים, ומכוונים אותם ליצור את הסריג. נוירונים פרי-וסקולריים אלו מייצרים חלבון בשם PIEZO2 המאפשר להם לחוש מתי הם נוגעים בתא אחר.
נוירונים פריוואסקולריים בעכברים שלא הצליחו לייצר PIEZO2 לא יכלו לשמור על מגע עם כלי דם, והם גדלו בצורה סבוכה ולא מאורגנת ששיבשה את זרימת הדם.
רעבו לחמצן, תאי העצב שמסביב התכלו, והעכברים המוטנטים היו פגיעים יותר לפציעות דמויות שבץ.
דואן מצא כי הנוירונים הללו מנחים את היווצרותה של רשת דומה של כלי דם במוח הקטן, חלק במוח המעורב בקואורדינציה, בשפה ובתפיסת חושים.
"העובדה שאנו רואים את אותו דפוס חוזר על עצמו במוח פירושה שלנזק לסריג זה עשוי להיות תפקיד במחלות ניווניות מרובות", אמר תומא.
הצוות שיתף פעולה עם הביולוג ההתפתחותי ארנולד קריגשטיין, MD, PhD, כדי לאשר כי נוירונים רשתית פרי-ווסקולריים קיימים גם בבני אדם.
תצוגה תלת מימדית מראה כיצד נוצר הסריג
רוב המחקרים עד כה על הקשר בין מערכת כלי הדם והעצבים הוגבלו על ידי טכנולוגיה המאפשרת רק למדענים לצלם תמונות דו מימדיות.
אבל דואן ותומה נהנו מטכניקה חדשה, באמצעות מיקרוסקופיה מולטיפוטונים, שפיתח טייסון קים, MD, PhD, עוזר פרופסור לרפואת עיניים, כדי ליצור תמונות תלת-ממדיות של רשתות דם ברשתית מבלי להפריע לעין.
קים עזרה לתומה ליצור סרטים מסתובבים שתפסו את הסריג מכל זווית והראו איך הוא התקלקל בהיעדר PIEZO2.
"רצינו לשתף פעולה במשך זמן מה, וזו הייתה ההזדמנות המושלמת", אמר קים. "זה באמת היה מפגש של מה שכל אחד מאיתנו מתלהב ממנו."
דרך חדשה להגן על נוירונים
התגליות עשויות להוות השראה לדרכים חדשות לטיפול במחלות נוירודגנרטיביות על ידי הבטחת הנוירונים, הדורשים אנרגיה רבה, לשמור על אספקת דם תקינה.
"יש הרבה אנשים שמנסים להבין את הדרכים שבהן אנחנו יכולים לגדל נוירונים", אמר דואן. "אבל איך בכלל אנחנו מגדלים את הרשתות המורכבות של כלי הדם הנדרשות כדי לתמוך בהם? זו השאלה שאנחנו מנסים לענות עליה".
