מחקר הגנום האנושי, לניתוח האופן שבו מקודדים חלבונים, או ניטור ביטוי RNA, החוקרים צוברים במהירות הבנה עשירה הרבה יותר של המנגנונים הגנטיים והתאיים המורכבים העומדים בבסיס הדמנציה. אבל יש מלכוד: בעוד טכנולוגיות חדשות חושפות אינספור דרכים לחקר אלצהיימר, אי אפשר לדעת מראש אילו מסלולי מחקר יובילו לטיפולים יעילים.
"יש לנו אינספור יעדים פוטנציאליים, אבל אנחנו לא יודעים לאילו לכוון", אמר גרג קרטר, יו"ר ברנרד ולוסיה מילץ' במעבדת ג'קסון (JAX), שהוביל את המחקר. "פיתוח תרופות הוא איטי ויקר, אז כדי לעשות שימוש בתובנות החדשות הללו, אנחנו צריכים דרך לתעדף אותן ביעילות".
כעת, קרטר ועמיתיו ב-JAX-; בשיתוף עם שותפים מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת סטנפורד, אוניברסיטת אמורי ו-Sage Bionetworks-; עושים בדיוק את זה, ומציעים את הדירוג המקיף הראשון של התפקיד והמשמעות היחסית של כל גן וחלבון בהתפתחות המחלה. העבודה מדווחת בגיליון יולי של אלצהיימר ודמנציה לקראת הכנס הבינלאומי של איגוד האלצהיימר ב-28 ביולי, בו תוצג העבודה.
"זהו המחקר המקיף ביותר עד כה על מוחם של חולי אלצהיימר", אמר קרטר.
אנו משלבים מחקרים מתחומים רבים, כולל גנטיקה ו-omics, לאורך תוחלת החיים של המטופל, ובקנה מידה גדול בהרבה ממה שהיה אפשרי בעבר".
גרג קרטר, יו"ר ברנרד ולוסיה מילץ', מעבדת ג'קסון
הצוות השתמש בלמידת מכונה כדי לצרף ולכסות ממצאים מיותר משני תריסר מחקרים גנטיים בקנה מידה גדול, יחד עם ניתוחים רב-אומיים של כמעט 2,900 מוחות, כדי לזהות אלפי מטרות פוטנציאליות להתערבויות טיפוליות. המטרות מוינו לאחר מכן ל-19 "ביודומיינים" נפרדים המשקפים מנגנונים ביולוגיים שלדעתם תורמים למחלת האלצהיימר.
קרטר ועמיתיו לא רצו רק רשימה ארוכה של יעדי גנים וחלבונים לא מובחנים. במקום זאת, כל מטרה קשורה להשערה טיפולית ספציפית – מה שמקל על ההבנה כיצד היא פועלת, ולזהות מועמדים לאימות ניסוי.
הצוות גם הצליח לסמן יעדים שעשויים למלא תפקיד בשלבים המוקדמים של אלצהיימר, תוך תמיכה בפיתוח של כלים אבחוניים וטיפוליים חדשים להתערבויות פרה-סימפטומטיות. "זה חשוב להפליא, אבל גם מאוד מאתגר: רוב הנתונים שלנו מגיעים ממוחות שלאחר המוות, אז העבודה שלנו הייתה כמו לנסות להסיק היכן התחילה שריפת יער אחרי שהכל נשרף", אמר קרטר. "המודלים הממוחשבים שלנו מפנים ביעילות את התקדמות המחלה כדי לזהות סמנים מוקדמים התואמים לפתולוגיה בשלב מאוחר."
גישה זו כבר מייצרת תובנות חשובות, כולל ראיות חדשות לכך שהמיטוכונדריה – תחנת הכוח של התא – עשויה למלא תפקיד משמעותי בשלבים המוקדמים של מחלת האלצהיימר. הצוות מצא מספר יעדים מבטיחים בתחום הביולוגי הזה, מה שמצביע על כך שתפקוד מיטוכונדריאלי יכול להיות אינדיקטור מוקדם חזק מאוד לאלצהיימר ומניע מרכזי להתקדמות המחלה.
הממצאים ומערך הנתונים המלאים שלהם הופכים לזמינים לציבור באמצעות Emory-Sage-Structural Genomics Consortium-JAX TREAT-AD Center, חלק מקונסורציום במימון NIH המוקדש להפחתת הסיכון לחקר אלצהיימר, נותן לחוקרים ולחדשני ביוטכנולוגיה כלי בסיסי. לתמוך במחקר עתידי חכם וממוקד יותר. "אנחנו נוקטים בגישה פתוחה באגרסיביות," אמר קרטר. "אם איזו חברת ביוטכנולוגיה או תרופות רוצה להרים את זה ולרוץ עם זה, הם יכולים-; ואנחנו מקווים שהם יעשו זאת."
