בניגוד לרוב התאים בגוף האדם, נוירונים-התאים התפקודיים של מערכת העצבים שלנו מחליפים בדרך כלל את עצמם בעותקים בריאים לאחר שנפגעו.
במקום זאת, לאחר פציעה ממשהו כמו שבץ מוחי, זעזוע מוח או מחלה ניוונית, נוירונים והאקסונים שלהם, תחזיות דמויי סיבים שמעבירים אותות חשמליים, נוטים הרבה יותר להתפוגג מאשר להתחדש.
אולם מחקר חדש מאוניברסיטת מישיגן פותח דרכים חדשות לחשוב על התנוונות עצבית שיכולה לעזור להגן על חולים מפני השפלה זו וירידה נוירולוגית בעתיד. המחקר, שפורסם בכתב העת מטבוליזם מולקולריהחוקרים אמרו כי יכול אפילו לקרב אותנו צעד יותר להבנת המקרים הנדירים כאשר המוח אכן נרפא ולפתוח מסלולים חדשים לפיתוח טיפולים.
הממצאים שלהם, שנעשו באמצעות מודל זבוב פירות מבוסס היטב, מראים כי אופן הנוירונים העמידים להשפלה קשורים לתהליך הבסיסי של האופן בו תאים אלה מעבדים סוכר. העבודה נתמכה על ידי המוסדות הלאומיים לבריאות, הקרן הלאומית למדע האמריקני, קרן ריטה אלן ומלגת קלינגנשטיין במדעי המוח.
"חילוף החומרים משתנה לרוב בפגיעה מוחית ובמחלות כמו אלצהיימר, אך איננו יודעים אם זו סיבה או תוצאה של המחלה," אמרה הסופרת הבכירה מוניקה דוס, פרופסור מקורב ל- UM לביולוגיה מולקולרית, תאית והתפתחותית.
"כאן גילינו שחיוג מטבוליזם של סוכר מפרק את היושרה העצבית, אך אם הנוירונים כבר נפגעים, אותה מניפולציה יכולה להפעיל באופן מקדים תוכנית מגן. במקום להתפרק, האקסונים מחזיקים זמן רב יותר."
עמית המחקר לאחר הדוקטורט TJ וולר, המדען הראשי במחקר, מצא כי נראה כי שני חלבונים מסוימים מעורבים בהרחבת בריאות האקסונים. האחד נקרא רוכסן כפול רוכסן קינאז, או DLK, שחשה נזק עצבי, ומופעל על ידי חילוף חומרים מופרע. החלבון האחר ידוע בשם SARM1-Shorce עבור אלפא סטרילי ו- TIR המכיל מוטיב-מוטיב המכיל מוטיב שהוטמע בהתנוונות האקסונית ומשולב עם תגובת DLK.
"מה שהפתיע אותנו הוא שהתגובה העצבית הגנה משתנה בהתאם לתנאים הפנימיים של התא," אמר דוס. "אותות מטבוליים מעצבים אם נוירונים מחזיקים את הקו או מתחילים להתפרק."
באופן כללי, במקרים בהם נוירונים ואקסונים אינם משפילים, DLK הופך להיות פעיל יותר והתנועה של SARM1 מודחקת. אבל יש קמטים. למעשה, הפעלת DLK ממושכת לאורך זמן מביאה להתנוונות עצבית מתקדמת, הראה המחקר, והופך למעשה את ההשפעות הנוירו -הגנות קודמות.
DLK, בפרט, התגלה כמטרה לטיפול ולימוד מחלה נוירו -ניוונית. אולם החוקרים יצטרכו להתמודד עם אתגרים טכניים כדי לשלוט בפונקציונליות המזיקית והמועילה של DLK, אמר וולר.
"אם אנו רוצים לעכב את התקדמות המחלה, אנו רוצים לעכב את ההיבט השלילי שלה", אמר וולר. "אנו רוצים לוודא שאנחנו בכלל לא מעכבים את ההיבט החיובי יותר שעשוי למעשה לעזור להאט את המחלה באופן טבעי."
תיווך מולקולה כמו הפונקציונליות הכפולה של DLK מציג חוקרי חידות משכנעים טרם פותרו. חשיפת המנגנונים העומדים בבסיס האופן בו מודולטורים כמו מעבר DLK בין מצבים מגנים ומזיקים אלה עשויה להחזיק השלכות מאסיביות על הטיפול במחלות ניווניות ופגיעה מוחית, ולהשפיע ישירות על אוכלוסיות קליניות.
דוס וולר אמרו כי הבנת המנגנון הזה "מספק נקודת מבט חדשה על פציעה ומחלות, כזו שחורגת פשוט מחסימת נזק להתמקד במה שהמערכת כבר עושה כדי לחזק אותה."
