חוקרים מאוניברסיטת טוקיו מטרופוליטן יישמו רעיונות מפיזיקה של פולימרים כדי להאיר את המנגנון מאחורי פתולוגיה מרכזית במחלת אלצהיימר, היווצרות סיבים של חלבוני טאו. הם הראו כי היווצרות סיבים קודמת להולדת צבירי חלבון גדולים, המשקפים את התגבשותם של פולימרים. באופן מכריע, המסת אשכולות אלה סייע במניעת היווצרות סיבים בתמיסה. עבודתם מסמנת שינוי פרדיגמה לפיתוח טיפולים למחלות נוירודגנרטיביות.
מחלת האלצהיימר (AD) ממשיכה להוות אתגר עצום למדענים, הן בהבנת התקדמותה והן בפיתוח טיפולים יעילים. עם הזדקנות האוכלוסיות ברחבי העולם, ההימור לא יכול להיות גבוה יותר. רוב הגישות עברו דרך עדשת הפרמקולוגיה והמדע הרפואי; לאור המורכבות העצומה של המחלה, דיסציפלינות סמוכות הפכו חשובות יותר בהצגת כיווני מחקר ותובנות חדשות.
כעת, צוות בראשות פרופסור ריי קוריטה מאוניברסיטת טוקיו מטרופוליטן השתמש בגישות המבוססות על פיזיקת פולימרים כדי להבין את אחת הפתולוגיות המרכזיות של AD, היווצרות סיבים של חלבון טאו. הם נוצרו בהשראת התהליך ההיררכי שבו פולימרים, מולקולות דמויות שרשרת ארוכות, יוצרים גבישים מסודרים היטב. במקום גדילים בודדים שיצטרפו על גבי גבישים באופן שלב אחר שלב, פולימרים רבים יוצרים מבני ביניים, "קודמים" לפני הסידורים מחדש הנדרשים ליצירת גבישים. תוך יישום רעיונות אלה על חלבון הטאו האנושי בתמיסה, הם הצליחו לאשר שלידתם של סיבים (או פרפור) קודמת היווצרות מבנה מבשר דומה, מקבץ רופף של חלבון טאו בממדים של עשרות ננומטרים. הם הצליחו לאשר את המבנים הללו באמצעות טכניקות עצמאיות, כגון פיזור זווית קטנה של קרני רנטגן ושיטות מבוססות פלואורסצנציה.
באופן מכריע, הם הצליחו להראות שמבשרים אלה לא היו מבנים מוצקים, אלא רופפים, חולפים שניתן להמיס על ידי שינוי כמות הנתרן כלוריד בנוכחות הפרין, נוגד קרישה המופיע באופן טבעי בגוף האדם. פתרונות שבהם מבני האשכול הללו הומסו או הודחקו לא הראו כמעט היווצרות של סיבים. הצוות הציע מנגנון שבאמצעותו הופחת האינטראקציה בין הפרין וחלבון טאו בתמיסה, מה שהקשה על יצירת אשכולות; הריכוז הגבוה יותר של יונים טעונים הוביל למולקולות טעונות כמו טאו והפרין שהוסתרו בצורה יעילה יותר זו מזו באמצעות תהליך המכונה "הקרנה" אלקטרוסטטית.
ממצאי הצוות מצביעים על פרדיגמה חדשה לחלוטין לפיתוח טיפולים, שבה אפשר לכוון להיווצרות הפיכה של מבשרים במקום לנסות לפרק את הסיבים הסופיים. זהו צעד מכריע קדימה לא רק להבנה ולטיפול ב-AD, אלא במגוון רחב יותר של מחלות ניווניות, כולל מחלת פרקינסון.
עבודה זו נתמכה על ידי מספר המענק של תוכנית JST SPRING JPMJSP2156, מספרי המענק של JSPS KAKENHI 22K07362, 25K21773, 24H00624, 22H05036, 23K21357, 25K02405, 3KK03, 3913, 3913, 3913, 3KK 20H01874, מספר המענק של תוכנית המו"פ של JST Moonshot JPMJMS2024, ומספר המענק של AMED 24wm0625303 ו-25dk0207073.
