בריאות המוח תלויה ביותר מסתם הנוירונים שלו. רשת מורכבת של כלי דם ותאי חיסון פועלת כאשר האפוטרופוסים המסורים של המוח מבשלים את מה שנכנס, ניקוי פסולת ומגן עליו מפני איומים על ידי יצירת מחסום הדם-מוח.
מחקר חדש שנערך על ידי מכוני גלדסטון ו- UC סן פרנסיסקו (UCSF) מגלה כי גורמי סיכון גנטיים רבים למחלות נוירולוגיות כמו אלצהיימר ושבץ מפעיל את השפעותיהם בתאי האפוטרופוס הללו.
כאשר לומדים מחלות המשפיעות על המוח, מרבית המחקרים התמקדו בנוירונים התושבים שלו. אני מקווה שהממצאים שלנו יובילו להתעניינות רבה יותר בתאים היוצרים את גבולות המוח, שעלולים למעשה לקחת את מרכז הבמה במחלות כמו אלצהיימר. "
אנדרו סי יאנג, דוקטורט, מחבר הבכיר של המחקר החדש, חוקר גלדסטון
הממצאים, שפורסמו ב עֲצָבוֹןהתייחס לשאלה ארוכת שנים לגבי היכן מתחיל הסיכון הגנטי והציע כי פגיעויות במערכת ההגנה של המוח עשויות להוות טריגר מפתח למחלות.
מיפוי שומרי המוח
במשך שנים, מחקרים גנטיים בקנה מידה גדול קישרו עשרות גרסאות DNA לסיכון גבוה יותר למחלות נוירולוגיות כמו אלצהיימר, פרקינסון או טרשת נפוצה.
עם זאת, תעלומה מרכזית נמשכה: למעלה מ- 90% מהווריאנטים הללו לא נמצאים בגנים עצמם, אלא ב- DNA שמסביב שאינו מכיל את הקוד לייצור חלבונים, שהודחו בעבר כ"- DNA של זבל ". אזורים אלה פועלים כמתגי דימר מורכבים, ומדליקים או כבו גנים.
עד כה, למדענים לא הייתה מפה מלאה שמגביה מתג שליטה באילו גנים או באילו תאי מוח ספציפיים הם פועלים, מה שמפריע לנתיב מגילוי גנטי לטיפולים חדשים.
טכנולוגיה חדשה מוצאת תשובות
מחסום הדם-מוח הוא הגנת הקו הקדמית של המוח-גבול סלולרי המורכב מתאי כלי דם, תאי חיסון ותאים תומכים אחרים השולטים בקפידה על הגישה למוח.
עם זאת, קשה היה ללמוד את התאים החשובים הללו, אפילו באמצעות הטכניקות הגנטיות החזקות ביותר של השדה. כדי להתגבר על כך, צוות גלדסטון פיתח רב-ים-ססק, טכנולוגיה שמבודדת בעדינות את תאי כלי הדם והחיסון מרקמת המוח האנושית לאחר המוות.
טכנולוגיה זו אפשרה לצוות, לראשונה, למפות בו זמנית שתי שכבות של מידע: פעילות הגנים והגדרות "מתג העמום"-הידועות כנגישות כרומטין מול כל תא. המדענים חקרו 30 דגימות מוח מאנשים עם ובלי מחלה נוירולוגית, והעניקו להם מבט מפורט כיצד גרסאות הסיכון הגנטיות מתפקדות בכל סוגי תאי המוח העיקריים.
בעבודה צמודה עם חוקרי גלדסטון ראיין קורס, PhD, וקייטי פולארד, דוקטורט, מחברים מובילים מדיגן ריד, PhD, ושרייה מנון שילבו את אטלס התאים החד-פעמיים שלהם עם נתונים גנטיים בקנה מידה גדול ממחקרים על מחלות אלצהיימר, שבץ מוחי ומוח אחר. זה חשף במקום בו גרסאות הקשורות למחלות פעילות-ורבים נמצאו פעילים בתאי כלי דם וחיסונים ולא נוירונים.
"לפני כן ידענו שהווריאנטים הגנטיים הללו הגדילו את הסיכון למחלות, אך לא ידענו היכן או כיצד פעלו בהקשר של סוגי תאי מחסום מוח", אומר ריד. "המחקר שלנו מראה שרבים מהגרסאות פועלים למעשה בכלי דם ותאי חיסון במוח."
מחלות שונות, שיבושים שונים
אחד הממצאים הבולטים ביותר של המחקר הוא שגרסאות סיכון גנטיות משפיעות על מערכת המחסום של המוח בדרכים שונות באופן מהותי, תלוי במחלה.
"הופתענו לראות כי לנהגים הגנטיים לשבץ מוחי ולאלצהיימר היו השפעות כה מובחנות, למרות ששניהם כוללים את כלי הדם של המוח", אומר ריד. "זה אומר לנו שהם כוללים מנגנונים מובחנים באמת: היחלשות מבנית בשבץ מוחי, וסיום חיסון לא מתפקד באלצהיימר."
בשבץ מוחי, גרסאות גנטיות השפיעו בעיקר על גנים האחראים לשלמות המבנית של כלי הדם, ועלולים להחליש את המבנה הגופני של הכלים. ואילו באלצהיימר, הגרסאות הגבירו גנים המווסתים את הפעילות החיסונית, מה שמרמז על כך שדלקת יתר-לא חולשה מבנית-היא סוגיית המפתח.
בין הגרסאות הקשורות לאלצהיימר, אחד בלט. גרסה נפוצה ליד PTK2B הגן, שנמצא ביותר משליש מהאוכלוסייה, היה פעיל ביותר בתאי T, סוג של תא חיסון. הגרסא משפר את הביטוי של הגן, שעשוי לקדם הפעלת תאי T וכניסה למוח, ולהכניס תאי חיסון לאוברדרייב. הצוות מצא את תאי החיסון העל-טעונים סופר ליד פלאק עמילואיד, הצטברות החלבון הדביקות שמסמנים את אלצהיימר.
"מדענים מתלבטים בתפקידם של תאי T ורכיבים קשורים במערכת החיסון באלצהיימר", אומר יאנג. "כאן אנו מספקים עדויות גנטיות אצל בני אדם כי גורם הסיכון של אלצהיימר נפוץ עשוי לעבוד באמצעות תאי T."
באופן מרגש, PTK2B הוא יעד ידוע "סם", וטיפולים המעכבים את תפקודו כבר נמצאים במחקרים קליניים לסרטן. המחקר החדש פותח דרך טרייה כדי לחקור האם ניתן להחזיר מחדש תרופות כאלה למחלת אלצהיימר.
מיקום, מיקום, מיקום
ממצאי המחקר על תאי "האפוטרופוס" של המוח מצביעים על שתי הזדמנויות חדשות להגנה על המוח.
התאים ממוקמים בממשק הקריטי בין המוח לגוף, ותאים מושפעים ללא הרף מחשיפות אורח חיים וסביבה, מה שעלול לסנכרן עם נטייה גנטית להנחת מחלות. מיקומם הופך אותם גם למטרה מבטיחה לטיפולים עתידיים, מה שעלול לאפשר תרופות שיכולות לחזק את ההגנות של המוח מה"חוץ "מבלי להזדקק לחצות את מחסום מוח הדם האימתני.
"עבודה זו מכניסה את תאי כלי הדם והחיסון של המוח לאור הזרקורים", אומר יאנג. "בהתחשב במיקומם ובתפקידם הייחודיים בביסוס יחסי המוח עם הגוף והעולם החיצוני, עבודתנו יכולה ליידע יעדי תרופות חדשים ונגישים יותר והתערבויות באורח החיים כדי להגן על המוח מבחוץ פנימה."
