חוקרים מהמכון למדעי המוח (IN), מרכז משותף של אוניברסיטת מיגל הרננדז באלצ'ה (UMH) ומועצת המחקר הלאומית הספרדית (CSIC), שהם גם חלק ממרכז הרשת למחקר ביו-רפואי במחלות ניווניות (CIBERNED) ומכון אליקנטה לבריאות ומחקר ביו-רפואי (ISABIAL), פיתחו פרוטוקול חלוקה סלולרית. שיטה זו מאפשרת ניתוח מדויק של החלבונים הממוקמים בממברנות סינפטיות ובממברנות מחוץ לסינפסות, המכונה ממברנות חוץ-סינפטיות, במוחות שלאחר המוות של בני אדם.
במחקר זה, שפורסם לאחרונה ב- Alzheimer's & Dementia: The Journal of the Alzheimer's Association, חקרו המחברים את קולטני ה-NMDA בשל חשיבותם בהעברה סינפטית והרלוונטיות המיוחדת שלהם במחלת אלצהיימר. בהשוואה לאנשים בריאים, התוצאות מגלות שאנשים עם מחלת אלצהיימר מפגינים ירידה בקולטני NMDA בסינפסות וממברנות חוץ-סינפטיות מוגברות.
מחלת האלצהיימר מאופיינת באובדן זיכרון מתקדם ומשפיעה על התקשורת בין נוירונים. תהליך זה תלוי במידה רבה בסינפסות, שבהן קולטני NMDA ממלאים תפקיד קריטי בלמידה ובזיכרון. "רוב קולטני ה-NMDA נמצאים בסינפסות, שם הם משפרים את הקשרים הנוירונים. עם זאת, אלו הממוקמים מחוץ לסינפסה קשורים יותר לתהליכים של רעילות ומוות תאי, אשר עשויים לתרום להתקדמות המחלה", מסביר Inmaculada Cuchillo Ibáñez, החוקר ב- מנגנון מולקולרי שונה במעבדת מחלת אלצהיימר ודמנציה, שהובילה את המחקר.
הצוות ניתח דגימות ממוח אנושי שלאחר המוות, כולל אנשים בריאים וחולים בשלבים שונים של ניוון עצבי. התוצאות מראות התפלגות ברורה של קולטני NMDA בקליפת המוח של חולים במחלת אלצהיימר, כאשר מספר הקולטנים הסינפטיים ל-NMDA מופחת באופן משמעותי, בעוד שהקולטנים החוץ-סינפטים גדלים בהשוואה לאנשים בריאים. חוסר איזון זה מצביע על כך שפעילות הקשורה לרעילות עצבית מועדפת במחלת אלצהיימר, בניגוד לתפקוד העיקרי של העברה סינפטית, ככל הנראה תורם להתקדמות המחלה.
פרוטוקול חלוצי למוח אנושי שלאחר המוות
ההתקדמות העיקרית שהשיגו החוקרים היא אופטימיזציה של פרוטוקול פיצול תאי המאפשר הפרדה של ממברנות סינפטיות ממברנות חוץ-סינפטיות, הישג שלא הושג קודם לכן במוחות שלאחר המוות קפואים של אנושיים.
מחקרים אחרים מדדו את הרמות הכוללות של קולטני NMDA במוח האנושי, אך לא הבדילו בין אלו הממוקמים בסינפסות לחוץ-סינפסות. התאמנו פרוטוקול המיועד למוחות עכברים טריים לדגימות אנושיות, והשגנו את ההפרדה המכריעה הזו."
סרג'יו אסקמילה, המחבר הראשון של המאמר
השיטה מבוססת על שימוש בחומרי ניקוי הממיסים את הליפידים בממברנות לא סינפטיות, בעוד שהממברנות הסינפטיות, בשל תכולת החלבון הגבוהה שלהן, נותרות ברובן שלמות. לאחר מכן, צנטריפוגה משמשת להפרדה בין שני סוגי הממברנות לניתוח.
לקראת גישות טיפוליות חדשות
הממצאים של מחקר זה עשויים לפתוח אפיקים חדשים לטיפול במחלת האלצהיימר. "באמצעות פרוטוקול זה, אנו יכולים לקבוע במדויק האם לחומרים ספציפיים, כגון מאפננים או חוסמים, יש זיקה גדולה יותר לקולטנים סינפטיים או חוץ-סינפטים – לא רק לקולטני NMDA – שיש לו השלכות טיפוליות חשובות", מציין קוצ'יו.
המחקר, שכלל שיתוף פעולה עם המעבדות של José Vicente Sánchez Mut ו- Isabel Pérez Otaño ב-IN UMH-CSIC, השתמש גם בעכברים מהונדסים כדי לאמת את התוצאות שהושגו בבני אדם. למרות שזוהו שינויים דומים בקולטני NMDA, ההבדלים בין המינים מדגישים את הצורך במחקרים על רקמות אנושיות כדי להבין טוב יותר את המחלה.
עם פרוטוקול חלוצי זה, החוקרים סוללים את הדרך לחקור את הבסיס המולקולרי של מחלת האלצהיימר ולחפש טיפולים יעילים יותר. ברוח זו, החוקר חוויאר סאאז ואלרו, העומד בראש המעבדה לשינוי מולקולרי במחלת אלצהיימר ודמנציה ב-IN UMH-CSIC, מדגיש את החשיבות של מחקר מסוג זה בשל תפקידם של קולטני NMDA בטיפולים הנוכחיים באלצהיימר, כממנטין, אחת התרופות הנפוצות ביותר למחלה, היא חוסם קולטן NMDA.
עבודה זו התאפשרה הודות לתמיכה הכספית הניתנת על ידי קרן מחקר הבריאות, במימון משותף של הקרן האירופית לפיתוח אזורי (ERDF "Investing in your future"); מרכז הרשת למחקר ביו-רפואי במחלות נוירודגנרטיביות (CIBERNED); מכון הבריאות קרלוס השלישי; והמנהל הכללי למדע ומחקר של Generalitat Valenciana.
חוקרים מהמכון למדעי המוח (IN), מרכז משותף של אוניברסיטת מיגל הרננדז באלצ'ה (UMH) ומועצת המחקר הלאומית הספרדית (CSIC), שהם גם חלק ממרכז הרשת למחקר ביו-רפואי במחלות ניווניות (CIBERNED) ומכון אליקנטה לבריאות ומחקר ביו-רפואי (ISABIAL), פיתחו פרוטוקול חלוקה סלולרית. שיטה זו מאפשרת ניתוח מדויק של החלבונים הממוקמים בממברנות סינפטיות ובממברנות מחוץ לסינפסות, המכונה ממברנות חוץ-סינפטיות, במוחות שלאחר המוות של בני אדם.
במחקר זה, שפורסם לאחרונה ב- Alzheimer's & Dementia: The Journal of the Alzheimer's Association, חקרו המחברים את קולטני ה-NMDA בשל חשיבותם בהעברה סינפטית והרלוונטיות המיוחדת שלהם במחלת אלצהיימר. בהשוואה לאנשים בריאים, התוצאות מגלות שאנשים עם מחלת אלצהיימר מפגינים ירידה בקולטני NMDA בסינפסות וממברנות חוץ-סינפטיות מוגברות.
מחלת אלצהיימר מאופיינת באובדן זיכרון מתקדם ומשפיעה על התקשורת בין נוירונים. תהליך זה תלוי במידה רבה בסינפסות, שבהן קולטני NMDA ממלאים תפקיד קריטי בלמידה ובזיכרון. "רוב קולטני ה-NMDA נמצאים בסינפסות, שם הם משפרים את הקשרים הנוירונים. עם זאת, אלו הממוקמים מחוץ לסינפסה קשורים יותר לתהליכים של רעילות ומוות תאי, אשר עשויים לתרום להתקדמות המחלה", מסביר Inmaculada Cuchillo Ibáñez, החוקר ב- מנגנון מולקולרי שונה במעבדת מחלת אלצהיימר ודמנציה, שהובילה את המחקר.
הצוות ניתח דגימות ממוח אנושי שלאחר המוות, כולל אנשים בריאים וחולים בשלבים שונים של ניוון עצבי. התוצאות מראות התפלגות ברורה של קולטני NMDA בקליפת המוח של חולים במחלת אלצהיימר, כאשר מספר הקולטנים הסינפטיים ל-NMDA מופחת באופן משמעותי, בעוד שהקולטנים החוץ-סינפטים גדלים בהשוואה לאנשים בריאים. חוסר איזון זה מצביע על כך שפעילות הקשורה לרעילות עצבית מועדפת במחלת אלצהיימר, בניגוד לתפקוד העיקרי של העברה סינפטית, ככל הנראה תורם להתקדמות המחלה.
פרוטוקול חלוצי למוח אנושי שלאחר המוות
ההתקדמות העיקרית שהשיגו החוקרים היא אופטימיזציה של פרוטוקול פיצול תאי המאפשר הפרדה של ממברנות סינפטיות ממברנות חוץ-סינפטיות, הישג שלא הושג קודם לכן במוחות שלאחר המוות קפואים של אנושיים. "מחקרים אחרים מדדו את הרמות הכוללות של קולטני NMDA במוח האנושי, אך לא הבדילו בין אלו הממוקמים בסינפסות וחוץ-סינפסות. התאמנו פרוטוקול המיועד למוחות עכברים טריים לדגימות אנושיות, והשגנו את ההפרדה המכריעה הזו", מדגיש סרג'יו אסקמילה. המחבר הראשון של המאמר.
השיטה מבוססת על שימוש בחומרי ניקוי הממיסים את הליפידים בממברנות לא סינפטיות, בעוד שהממברנות הסינפטיות, בשל תכולת החלבון הגבוהה שלהן, נותרות ברובן שלמות. לאחר מכן, צנטריפוגה משמשת להפרדה בין שני סוגי הממברנות לניתוח.
לקראת גישות טיפוליות חדשות
הממצאים של מחקר זה עשויים לפתוח אפיקים חדשים לטיפול במחלת האלצהיימר. "באמצעות פרוטוקול זה, אנו יכולים לקבוע במדויק האם לחומרים ספציפיים, כגון מאפננים או חוסמים, יש זיקה גדולה יותר לקולטנים סינפטיים או חוץ-סינפטים – לא רק לקולטני NMDA – שיש לו השלכות טיפוליות חשובות", מציין קוצ'יו.
המחקר, שכלל שיתוף פעולה עם המעבדות של José Vicente Sánchez Mut ו- Isabel Pérez Otaño ב-IN UMH-CSIC, השתמש גם בעכברים מהונדסים כדי לאמת את התוצאות שהושגו בבני אדם. למרות שזוהו שינויים דומים בקולטני NMDA, ההבדלים בין המינים מדגישים את הצורך במחקרים על רקמות אנושיות כדי להבין טוב יותר את המחלה.
עם פרוטוקול חלוצי זה, החוקרים סוללים את הדרך לחקור את הבסיס המולקולרי של מחלת האלצהיימר ולחפש טיפולים יעילים יותר. ברוח זו, החוקר חוויאר סאאז ואלרו, העומד בראש המעבדה לשינוי מולקולרי במחלת אלצהיימר ודמנציה ב-IN UMH-CSIC, מדגיש את החשיבות של מחקר מסוג זה בשל תפקידם של קולטני NMDA בטיפולים הנוכחיים באלצהיימר, כממנטין, אחת התרופות הנפוצות ביותר למחלה, היא חוסם קולטן NMDA.
עבודה זו התאפשרה הודות לתמיכה הכספית הניתנת על ידי קרן מחקר הבריאות, במימון משותף של הקרן האירופית לפיתוח אזורי (ERDF "Investing in your future"); מרכז הרשת למחקר ביו-רפואי במחלות נוירודגנרטיביות (CIBERNED); מכון הבריאות קרלוס השלישי; והמנהל הכללי למדע ומחקר של Generalitat Valenciana.
