מחלת אלצהיימר היא הפרעה נוירודגנרטיבית מתקדמת שפוגעת באיטיות בזיכרון, משפיעה על מיומנויות החשיבה ובסופו של דבר מפריעה לתפקוד היומיומי. זהו הגורם השכיח ביותר לדמנציה, המשפיע על מיליוני משפחות ברחבי העולם ומטיל מחיר רגשי וכלכלי עצום על המשפחות.
במחלת אלצהיימר, שני חלבוני מפתח, רובדי עמילואיד-ביתא חוץ-תאיים וחלבון בין-תאי הנקרא טאו, משבשים את התקשורת בין תאי המוח ומובילים לנזק לתאים ולמוות. כאשר טאו הופך לא נורמלי, הוא יוצר סבכים נוירו-פיברילריים ומתפשט דרך אזורים קריטיים במוח, מה שגורם למוות של תאים ולירידה קוגניטיבית האופיינית למחלת אלצהיימר.
מחקר שפורסם ב עֲצָבוֹן בהובלת חוקרים מאוניברסיטת אלבמה בברמינגהם, מרכז רפואי אוניברסיטת Rush בשיקגו, אילינוי, ומרכז רפואי SUNY Upstate בסירקיוז, ניו יורק, מספקים תובנה חדשה לתעלומה בסיסית של מחלת אלצהיימר: כיצד מתפשטים סבכים טאו מאזור מוח אחד למשנהו. ממצאי המחקר מציגים ראיות לכך שהתמקדות בטאו עם התפשטותו יכולה להציע נתיב בר-קיימא להאטה או מניעת התקדמות מחלת האלצהיימר.
טאו הוא חלבון הקשור למיקרו-צינוריות שנמצא בתוך הנוירונים של המוח, שעוזר לתמוך במבנה הפנימי שלהם בכך שהוא משמש כ"פיגום". עם זאת, אצל אנשים עם מחלת אלצהיימר, חלבוני טאו מתחילים להיצמד זה לזה בתוך התאים. סבכים אלה מתקבצים יחד ופוגעים בתפקוד העצבי, מה שבסופו של דבר הורג את התאים. ככל שהטאו מתפשט יותר, כך מתרחש יותר אובדן זיכרון. מה שנותר לא ברור היה המנגנון שבאמצעותו טאו עובר ברשת המוח.
חתיכות קטנות של טאו מרכיבות את המצרף בתוך הנוירון ומתפשטות מנוירון לנוירון דרך המוח. נוירונים מחוברים זה לזה, והם מדברים ביניהם באמצעות סינפסות. זה יאפשר להם לעקוף את המוח ולהתרכז ולהצטבר בחלקי מוח שונים עד שהוא מגיע לניאוקורטקס. אמנם זו תיאוריה; המאמר שלנו מראה שזה כנראה מנגנון הפעולה ככל שאנשים מזדקנים."
ג'רמי הרסקוביץ, Ph.D., פרופסור לנוירולוגיה ונוירוביולוגיה ב-UAB, והפרופסור למדעי המוח של פטסי ו. וצ'רלס א. קולאט, ומחבר מקביל של מחקר זה
"זהו התקדמות משמעותית בחקר האלצהיימר הן בפיתוח הטיפול והן בהבנת אופן פעולת המחלה", אמר הרסקוביץ.
הרשקוביץ וצוותו ניתחו דגימות מוח שלאחר המוות ונתוני אורך מ-128 משתתפי ROSMAP, מחקר של אוניברסיטת Rush בהשתתפות אנשי דת קתולים בני 65+ שעוברים הערכות שנתיות ותורמים את מוחם לאחר מותם. המשתתפים היו בני 91 בממוצע במותם, כאשר כמעט שליש סבלו מדמנציה של אלצהיימר. איסוף נתוני ה-fMRI והנתיחה שלאחר המוות למחקר זה ארך עשור.
החוקרים בחנו שתי דגימות מוח מכל משתתף. דגימה אחת הייתה מהאונה הטמפורלית התחתונה, שהיא חיונית להיזכרות בזיכרון. השני היה מהאונה הקדמית העליונה, התומכת בזיכרון עבודה ובמחשבה מורכבת. טאו בדרך כלל מתחיל להצטבר באונה הטמפורלית לפני התפשטות לאונה הקדמית. התקדמות זו משקפת את המעבר מבעיות זיכרון מוקדמות לירידה קוגניטיבית מתקדמת יותר.
החוקרים שילבו סוגים רבים של מידע ממשתתפי ROSMAP. ראשית, הם הסתכלו על זרעי טאו בשני אזורי המוח לצד הנתונים הגנטיים של כל אדם כדי לקבוע אם זרעי טאו גורמים להיווצרות סבכי טאו. הם השתמשו בשיטה שנקראת אקראיות מנדלית, שעוזרת לקבוע סיבה ותוצאה.
נתוני קישוריות מוח הנקראים הדמיית תהודה מגנטית תפקודית לפני המוות (fMRI) שימשו כדי לבחון את הדפוס הייחודי של חיווט המוח של כל אדם ולהעריך האם הבדלי חיווט אישיים משפיעים על כמות סבכי זרעי הטאו ועד כמה הסבכים מתפשטים.
"השתמשנו בגישה גנטית שנקראת סיבתיות מנדלית כדי להגיע למסקנה שהזרעים שנוצרו בקליפת המוח הטמפורלית גרמו לפתולוגיית הסבך הנוירו-פיברילרית בניאוקורטקס. הסיבתיות המנדלית שבה השתמשנו היא אלגוריתם סטטיסטי שמנצל את ה-DNA הגנומי שהיה לנו מכל משתתף, וזה איפשר לנו להגיע למסקנה זו.
מחקר זה מייצג את החקירה הגדולה ביותר של פעילות ביולוגית של זרעי טאו במוחות אנושיים עד כה, שמעולם לא הוצמדה לנתוני fMRI. התוצאות הכוללות מצביעות על ממצאים משמעותיים. החוקרים גילו שזרעי טאו יכולים להתפשט בעיקר לאורך נתיבי התקשורת הטבעיים של הפרט. המסלולים הללו, נוירונים, מתחברים בסינפסות היוצרות רשת עצומה המשתנה מאדם לאדם. נראה שזרעי טאו נעים לאורך המסלולים הללו, עוברים מסינפסה אחת לאחרת וזורעים סבכים חדשים תוך כדי. בקיצור, קישוריות המוח הייחודית של אדם עוזרת לקבוע עד כמה וכמה מהר מתקדמת פתולוגיית הטאו.
בעוד שמחקר עתידי נחוץ כדי לחקור באופן מלא את המנגנונים הספציפיים שבהם משתמשים זרעי טאו להתפשטות על פני קליפת המוח באמצעות סינפסות, המחקר מדגים בבירור שהבדלים אישיים בחיווט עצבי משפיעים על התפשטות הפתולוגיה של אלצהיימר. ביחד, ממצאים אלה מחזקים את הפוטנציאל הטיפולי של התמקדות בזרעי טאו כדי להאט או לעצור את התקדמות מחלת האלצהיימר.
ניסויים קליניים קודמים הראו כי טאו הנוסע מחוץ לתא היה רגיש למטרה של נוגדנים טיפוליים. עם ממצאי המחקר החדשים הללו, הסיבה להצלחת הנוגדן ידועה כעת.
"נוגדני טאו יעצור את התפשטות הטאו מאזור מוח אחד למשנהו. אם תפסיק את ההתפשטות הזו, זה יעכב או ימנע דמנציה של מחלת האלצהיימר", אמר הרסקוביץ.
המחברת הראשונה של המחקר "זרעי טאו גורמים להיווצרות סבך נוירו-פיברילרי על פני אזורי מוח באמצעות קישוריות ספציפית אינדיבידואלית" היא אודרי ובר, Ph.D., UAB המחלקה לנוירולוגיה. ב-UAB, נוירולוגיה ונוירוביולוגיה הן מחלקות בבית הספר לרפואה של Heersink.
מחברים נוספים של המחקר הם Kelsey M. Greathouse, UAB המחלקה לנוירולוגיה והמרכז לנוירודגנרציה וטיפולים ניסויים; דוד א' בנט ושיניה טסאקי, המרכז הרפואי האוניברסיטאי רוש; וכריס גאיטרי, וברנרד נג, המרכז הרפואי של אוניברסיטת Rush ואוניברסיטת SUNY Upstate Medical.
התמיכה הגיעה ממענקים של המכונים הלאומיים לבריאות F99AG083305, T32NS095775, R21AG085379, P30AG086401, R01AG061800, R01AG061798, R01AG057911, U01AG07981, P6104AG, P6104AG P30AG72975, R01AG15819, R01AG17917, U01AG46152, U01AG61356.
