חוקרים ממרכז ההזדקנות של אוניברסיטת קנטקי סנדרס-בראון פועלים לפיתוח כלי לאבחון מחלה טרום-סימפטומטי למחלת אלצהיימר.
בעוד שהצורך בטיפולים טובים יותר ברור, טיפולים כאלה לא יהיו בעלי משמעות רבה אם הם יינתנו לאחר הופעת התסמינים. עד אז, מחלת האלצהיימר הרסתה את המוח כבר עשרות שנים עד כדי כך שהמוח כבר לא יכול לפצות על המוות הסלולרי הקיצוני".
מארק TW אברט, Ph.D., פקולטה סנדרס-בראון ופרופסור חבר במחלקה לרפואה פנימית במכללה לרפואה עם מינוי משותף במחלקה למדעי המוח
אברט מוביל את צוות המחקר שמאחורי המחקר שכותרתו "מיפוי מגוון איזופורמי RNA רלוונטי רפואית בקליפת המוח הקדמית של האדם עם רצף RNA עמוק לקריאה ארוכה" שפורסם לאחרונה ב-Nature Biotechnology.
הוא גם החוקר הראשי של פרסים מרובים בסכום כולל של כמעט 5 מיליון דולר מהמכונים הלאומיים לבריאות יחד עם מענקים מאגודת האלצהיימר, קרן BrightFocus וקרן PhRMA שמימנו את הפרויקט הזה.
הצוות של אברט כולל את המחברים הראשיים ברנרדו אגוזולי הברלה, דוקטור. מועמד בסנדרס-בראון, וג'ייסון א' ברנדון, Ph.D., מדען בסנדרס-בראון ובמחלקה לרפואה פנימית.
הצוות משתמש בטכניקה חדשנית המכונה רצף קריאה ארוכה. טכנולוגיות אלו מאפשרות רמה חדשה של ניתוח של DNA ו-RNA, שהיא המולקולה שעוזרת לתרגם קוד גנטי מ-DNA לחלבונים.
גן אנושי בודד יכול לייצר מולקולות RNA וחלבון מרובות שונות, הנקראות איזופורמות, המאפשרות לו לבצע מספר פונקציות. רצף קריאה ארוך מסייע לחוקרים של Sanders-Brown לזהות ולמדוד את איזופורמי ה-RNA הללו מגן בודד על פני הגנום כולו. זה גם מתגבר על מגבלות טכניות של רצף סטנדרטי לקריאה קצרה.
"כהוכחה לעיקרון, רצפנו רקמת מוח קליפת מוח קדמית מזדקנת – הן מוחות בריאים והן מוחות עם מחלת אלצהיימר. הצוות שלנו זיהה 99 איזופורמים של RNA שהוגדלו או ירדו במוחות של אלצהיימר, גם כאשר פעילות הגנים הכוללת לא הייתה לשנות," אמר אברט. "זה מראה את החשיבות של הבנת איזופורמים ותפקודיהם הייחודיים בגן יחד עם תפקידיהם בבריאות האדם ובמחלות. למעשה, מצאנו יותר מ-1,900 גנים המבטאים מספר איזופורמים של RNA הקשורים למחלות אנושיות".
הצוות של סנדרס-בראון מצא שחלק מהגנים הללו רלוונטיים מבחינה רפואית במחלות הקשורות למוח, כולל מחלת אלצהיימר, מחלת פרקינסון, הפרעת הספקטרום האוטיסטי והפרעת שימוש בחומרים.
"השלב הזה בהבנת הגנום האנושי הוא מרגש, אבל הוא פשוט לא מספיק. יש לנו עוד הרבה מה לעשות כדי להבין כיצד איזופורמים בודדים של רנ"א מעורבים במחלות, כולל מחלת אלצהיימר, וכיצד למקד אותם מבחינה טיפולית. הרבה עבודה לעשות אם אנחנו מתכוונים להביס את מחלת האלצהיימר", אמר אברט.
הצוות גם גילה חמש וריאנטים חדשים ומורכבים של RNA מה-DNA המיטוכונדריאלי. חוקרים מאמינים שזהו המחקר הראשון לזהות את החומר הגנטי הזה ברקמה אנושית.
"למרות שהביטוי שלהם נמוך, גנים אלה יכולים לשמש כסמנים ביולוגיים לתפקוד המיטוכונדריאלי, אשר ממלאים תפקיד חשוב במחלות רבות הקשורות לגיל. זה חיוני להבין את התפקיד שהאיזופורמים החדשים הללו ממלאים בבריאות האדם ובמחלותיו", אמר אברט.
מדענים של סנדרס-בראון מקווים שממצאים אלו יכולים להוביל ליעדים חדשים ומדויקים יותר לטיפול ואבחון מחלות במגוון רחב של מחלות אנושיות מורכבות.
"בשיטה זו, הראינו שיש פוטנציאל לכוון ספציפית לאיזופורמים שמקדמים בריאות תאית או חוסר תפקוד במקום להתייחס לגן כישות אחת", אמר אברט. "הניתוח יכול גם לעזור לנו לחשוף חתימות ייחודיות במחלת אלצהיימר שאינן ניתנות לזיהוי ברמת הגן."
חוקרים טוענים כי נדרשים מחקרים גדולים יותר כדי להבין טוב יותר את דפוסי ה-RNA במחלות מורכבות, ורצף RNA ממושך יהיה כלי הכרחי לעבודה זו.
"אנחנו גם אסירי תודה לחולים שתרמו לבנק הרקמות של מרכז מחלת האלצהיימר הבריטי", אמר אברט. "ללא השתתפותם, רמה זו של מחקר מדעי לא הייתה אפשרית".
מחקר זה הפגיש צוות חוקרים מהמחלקה לפרמקולוגיה ומדעי התזונה של המכללה הבריטית לרפואה; המחלקה לפתולוגיה ורפואת מעבדה; והמחלקה למיקרוביולוגיה, אימונולוגיה וגנטיקה מולקולרית; בית הספר לרפואה של אוניברסיטת אמורי בג'ורג'יה; מכללת אוניברסיטת לונדון בבריטניה; מעבדת Cold Spring Harbor בניו יורק; ומרפאת מאיו באריזונה.
