חוקרים גילו שחלבון בשם α-synuclein phosphorylated, הקשור למספר מחלות ניווניות כמו מחלת פרקינסון ודמנציה בגוף לוי, מעורב גם בתהליכים הנורמליים של האופן שבו נוירונים מתקשרים זה עם זה במוח בריא. המחקר, שפורסם ב עֲצָבוֹן, מומן בחלקו על ידי המכון הלאומי להפרעות נוירולוגיות ושבץ מוחי (NINDS), חלק מהמכונים הלאומיים לבריאות.
זרחון הוא תהליך שבו מוסיפים יון פוספט לחומצת אמינו ספציפית, או אבן בניין, של חלבון, במקרה זה החלבון α-synuclein. תוספת זו יכולה לשנות את צורתו של אותו חלבון, ולגרום לו לשנות את רמת הפעילות שלו. רוב המחקרים של α-synuclein מזורחן חקרו את תפקידו בהפרעות נוירולוגיות מסוימות כמו מחלת פרקינסון ודמנציה של Lewy body, שם הוא מצטבר בגושי חלבון הנקראים Lewy bodies. הגושים הללו נחשבים רעילים לנוירונים, ואחת ההשערות הרווחות היא שהזרחון של החלבון α-synuclein מעורר מחלות אלו.
ברוב המחקרים עד כה, ההנחה היא שעצם הנוכחות של זרחון α-synuclein מהווה סמן לפתולוגיה של הפרעות מסוימות, כמו דמנציה של פרקינסון ו-Lewy Body. לאחרונה, יש עניין רב בפיתוח תרופות המונעות זרחון α-synuclein כדרך לטיפול בהפרעות אלו. ממצאים אלה מאתגרים את ההשערות הנוכחיות לגבי האופן שבו הפרעות אלו עשויות להיווצר במוח ועשויים לתת תובנה כיצד נוכל לטפל בהן טוב יותר".
בת-אן סיבר, Ph.D., מנהלת התוכנית, NINDS
עבודה קודמת של המעבדה של Subhojit Roy, MD, Ph.D., פרופסור באוניברסיטת קליפורניה, סן דייגו, ומחבר בכיר של המחקר, העלתה שבמוח בריא, חלבון α-synuclein מפחית ירי מוגזם של עצבים. לווסת את התקשורת הנוירונית. במהלך חקר התיאוריה הזו, הקבוצה של רוי מצאה באופן בלתי צפוי שזרחון היה הכרחי לתפקוד תקין של α-סינוקלאין.
תוך שימוש באסטרטגיית מודל מולקולרית כדי לבחון את המבנה של α-synuclein, רוי ועמיתיו בראשות החוקר הפוסט-דוקטורט לאונרדו פארה-ריבס, Ph.D. גילה שכאשר α-synuclein עובר זרחון, המבנה שלו משתנה באופן שמקדם אינטראקציות עם חלבונים אחרים במוח בריא. יתר על כן, הם הבחינו בקשר בין הגברת הפעילות העצבית מבחינה חשמלית או כימית לבין עלייה בכמות α-synuclein מזורחן בתאים מתורבתים וברקמת מוח של עכבר. ממצא זה מצביע על כך שיכול להיות קשר בין פעילות סינפטית לזרחון α-synuclein.
בנוסף, ניסויים מראים שזרחון הכרחי ל-α-synuclein כדי למלא את תפקידו בהרכבת רשת של חלבונים הקושרים שלפוחיות סינפטיות; כיסים המשחררים כימיקלים המאפשרים לנוירונים לתקשר זה עם זה ועם תאים אחרים – ולהאט את הפעילות הנוירונית. לכן, α-synuclein מזרחן פועל כמעט כמנגנון בלם או מצמד כדי לשמור על פעילות במעגלים עצביים מסוימים, מה שמרמז על כך שאולי יש לו תפקיד במוח בריא, שלא נחקר קודם לכן.
"בדיעבד, לא הסתכלנו על זרחון סינקלאין בצורה הנכונה", אמר רוי. "קח לדוגמא את המעגלים בנורת הריח, שעל פי הנתונים שלנו יש רמות גבוהות של α-synuclein מזורחן. האף לא מפסיק להריח, אז הוא צריך להיות פעיל כל הזמן. השערה אחת היא שייתכן שזרחון סינוקלאין התפתח כמנגנון בטיחות להגנה על מעגלים נוירונים שצריכים להיות היפראקטיביים."
הנוכחות המתמדת של זרחון α-synuclein באזורי מוח מסוימים עשויה לשקף צורך במצב ביוכימי זה באזורים אלה. דרושים מחקרים נוספים כדי להבין כיצד אירועים בתדירות נמוכה יחסית במוח בריא, כאשר הם מצטברים לאורך כל החיים, יכולים לעורר הצטברות פתולוגית של α-synuclein לגופי לוי, מה שמוביל למחלת פרקינסון ודמנציה בגוף לוי. יתר על כן, טיפולים שנועדו לחסום את הזרחון של α-synuclein עצמו עשויים להצטרך לשקול את ההשלכות השליליות הבלתי מכוונות של חסימת תהליך שעשוי לעזור לשמור על תפקוד נוירונים בתקופות שיא פעילות.
עבודה זו מומנה על ידי NINDS (NS111978, NS047101), קרן משפחת החקלאים, יישור מדע על פני פרקינסון וקרן מייקל ג'יי פוקס לחקר פרקינסון.
הודעה לעיתונות זו מתארת ממצא מחקר בסיסי. מחקר בסיסי מגביר את ההבנה שלנו בהתנהגות אנושית ובביולוגיה, שהיא הבסיס לקידום דרכים חדשות וטובות יותר למניעה, אבחון וטיפול במחלות. מדע הוא תהליך בלתי צפוי ומצטבר -; כל התקדמות מחקרית מתבססת על תגליות עבר, לעתים קרובות בדרכים בלתי צפויות. רוב ההתקדמות הקלינית לא תהיה אפשרית ללא הידע של מחקר בסיסי בסיסי.
