תפקוד לקוי מיטוכונדריאלי מניע נזק מוחי בטרשת נפוצה

טרשת נפוצה (MS) משפיעה על כ -2.3 מיליון אנשים משוערים ברחבי העולם. לכ- 80% מהאנשים עם טרשת נפוצה יש דלקת במוח הקטן, החלק של המוח המסייע בשליטה על תנועה ואיזון, ועלולה להוביל לרעידות, תיאום לקוי וצרות בשליטה מוטורית. בעיות אלה נמשכות לעתים קרובות ויכולות להחמיר לאורך זמן, מכיוון שהמוח הקטן מאבד בהדרגה רקמת מוח בריאה.

מחקר של אוניברסיטת קליפורניה, ריברסייד, שפורסם היום ב המשך האקדמיה הלאומית למדעיםכעת שופך אור על המנגנונים הבסיסיים של התנוונות מוחית בטרשת נפוצה, מה שמרמז כי תפקוד לקוי של המיטוכונדריה עשוי למלא תפקיד מפתח באובדן הפרוגרסיבי של תאים עצביים הנקראים תאי Purkinje ולהחמיר ליקויים מוטוריים.

טרשת נפוצה מסומנת על ידי דלקת כרונית ודמיילינציה במערכת העצבים המרכזית. Demyelination הוא התהליך בו נדן המיאלין – שכבה מגנה ומבודדת סביב סיבי עצב במוח ובחוט השדרה – נפגעת או אבודה. הפרעה זו מפריעה להעברה רגילה של אותות חשמליים לאורך העצבים, וכתוצאה מכך נושאים נוירולוגיים שונים. מיטוכונדריה הם מבנים חיוניים בתוך תאים המייצרים את מרבית האנרגיה של התא, ומרוויחים להם את הכינוי "תחנות כוח" של התא.

"המחקר שלנו, שנערך על ידי הסטודנטית לתארים מתקדמים קלי אטקינסון, מציע כי דלקת והפילינציה במוח המוח הקטן ישבו את התפקוד המיטוכונדריאלי, ותורמים לנזק עצבי ולאובדן תאים של Purkinje", אמר סיינא טיווארי-וודרוף, פרופ ', המוביל את הצוות של פרופ'. "צפינו באובדן משמעותי של קוקסיב החלבון המיטוכונדריאלי בתאי purkinje דמילינל, מה שמרמז כי ליקוי מיטוכונדריאלי תורם ישירות למוות של תאים ולנזק מוחי."

תאי Purkinje

כשאנחנו הולכים או זזים, חלקים רבים במוחנו ובגופנו עובדים יחד – השרירים, עמוד השדרה, העיניים, האוזניים ובעיקר המוח שלנו. אזור מוח מרכזי לתנועה ואיזון הוא המוח הקטן.

בתוך המוח הקטן נמצאים תאים מיוחדים הנקראים נוירונים Purkinje. תאים גדולים ופעילים מאוד אלה עוזרים לתאם תנועות חלקות ומדויקות – כמו ריקודים, לזרוק כדור או אפילו סתם הליכה. הם חיוניים לאיזון ומיומנויות מוטוריות עדינות. "

Seema Tiwari-Woodruff, פרופסור למדעים ביו-רפואיים, בית הספר לרפואה של UC Riverside

Tiwari-Woodruff הסביר כי במחלות כמו טרשת נפוצה, המוח הקטן יכול להיפגע, ותאי Purkinje לרוב מתחילים למות. זה מוביל לבעיות בתיאום ותנועה, מצב המכונה אטקסיה.

"המחקר שלנו בדק את רקמות המוח מחולי טרשת נפוצה ומצא סוגיות עיקריות בנוירונים אלה: היו להם פחות ענפים, איבדו מיאלין והיו להם בעיות מיטוכונדריה – כלומר אספקת האנרגיה שלהם נכשלה", אמר טיווארי -וודרוף. "מכיוון שתאי Purkinje ממלאים תפקיד כה מרכזי בתנועה, אובדןם יכול לגרום לבעיות ניידות חמורות. הבנה מדוע הם פגומים בטרשת נפוצה עלולה לעזור לנו למצוא טיפולים טובים יותר להגן על התנועה והאיזון בקרב אנשים עם המחלה."

מכניסים למטה

הצוות השתמש גם במודל עכברים מבוסס היטב המכונה אנצפלומיאליטיס ניסיוני (EAE) – מודל עכבר המפתח תסמינים דמויי טרשת נפוצה – כדי לחקור שינויים מיטוכונדריים במהלך התקדמות המחלה.

החוקרים מצאו כי עכברי EAE איבדו את תאי Purkinje לאורך זמן, ממש כמו שאנשים עם טרשת נפוצה עשו זאת.

"הנוירונים הנותרים לא עובדים טוב כי המיטוכונדריה שלהם, החלקים המייצרים אנרגיה, מתחילים להיכשל", אמר טיווארי-וודרוף. "ראינו גם שהמיאלין מתפרק בשלב מוקדם של המחלה. הבעיות הללו – פחות אנרגיה, אובדן מיאלין ונוירונים פגומים – מתחילות מוקדם, אך מותם של תאי המוח בפועל נוטה להתרחש מאוחר יותר, ככל שהמחלה הופכת לחמורה יותר. אובדן האנרגיה בתאי המוח נראה כחלק מרכזי במה שגורם לנזק בטרשת נפוצה."

למרות שמודל העכבר אינו תופס כל היבט של טרשת נפוצה, קווי הדמיון שלו למחלות אנושיות הופכים אותו לכלי חשוב לחקר התנוונות עצבית ובדיקת טיפולים פוטנציאליים.

"הממצאים שלנו מציעים תובנות ביקורתיות על התקדמות תפקוד לקוי מוחי בטרשת נפוצה", אמר טיווארי-וודרוף. "מיקוד לבריאות המיטוכונדריה עשויה לייצג אסטרטגיה מבטיחה להאט או למנוע ירידה נוירולוגית ולשיפור איכות החיים עבור אנשים החיים עם טרשת נפוצה. מחקר זה מקרב לנו צעד קרוב יותר להבנת המנגנונים המורכבים של טרשת נפוצה ופיתוח טיפולים יעילים וממוקדים יותר למחלה מתישה זו."

תדלוק העתיד

בשלב הבא, הצוות יחקור האם הפגיעה במיטוכונדריה שנמצאת בתאי Purkinje משפיעה גם על תאי מוח אחרים כמו אוליגודנדרוציטים, המסייעים ליצור חומר לבן, או אסטרוציטים, התומכים בתפקוד המוח הכללי.

"כדי לענות על זה, אחד מפרויקטי המחקר המתמשכים שלנו מתמקד בחקר המיטוכונדריה בסוגים מסוימים של תאי מוח במוח הקטן", אמר טיווארי-וודרוף. "מחקר כזה יכול לפתוח את הדלת למציאת דרכים להגן על המוח בשלב מוקדם – כמו להגביר את האנרגיה בתאי המוח, לעזור להם לתקן את ציפוי המיאלין המגן שלהם, או להרגיע את מערכת החיסון לפני שנגרם נזק רב מדי. זה חשוב במיוחד לאנשים עם טרשת נפוצה שנאבקים באיזון ותיאום, מכיוון שתסמינים אלה קשורים לפגוע בפעמון."

טיווארי-וודרוף הדגיש כי מחקר הקשור למחלות חיוני לשיפור החיים.

"קיצוץ מימון למדע רק מאט את ההתקדמות כשאנחנו הכי זקוקים לו," אמרה. "תמיכה ציבורית בענייני מחקר כעת יותר מתמיד."

Tiwari-Woodruff and Atkinson were joined in the study by Shane Desfor, Micah Feria, Maria T. Sekyia, Marvellous Osunde, Sandhya Sriram, Saima Nooria, Wendy Rincóna, and Britany Belloa.

צוות המחקר ניתח רקמות מוחיות לאחר המוות מחולים עם טרשת נפוצה מתקדמת משנית, לצד דגימות של אנשים בריאים, שהתקבלו מהנוירוביובנק הלאומי של המוסדות הבריאותיים ומרפאת קליבלנד.

המחקר נתמך על ידי מענק של האגודה הלאומית לטרשת נפוצה.

מאמר המחקר נקרא "ירידה בפעילות המיטוכונדריה במוח המוח הקטן של טרשת נפוצה מתקדמת ו- EAE כרוני תורם לאובדן תאי Purkinje."