מדענים חושפים סודות מולקולריים של מחלת האלצהיימר בפעם הראשונה

מחקר פורץ דרך של אלצהיימר חושף את המבנה המולקולרי המפורט של חלבוני מפתח במוח, ומציע תובנות חדשות לטיפולים ממוקדים פוטנציאליים.

מדענים חוקרים אלצהיימר מחלות חשפו, לראשונה, את המבנה של מולקולות בתוך מוח אנושי. הממצאים, שפורסמו ב טֶבַעפירטו כיצד חוקרים השתמשו בטומוגרפיה קריו-אלקטרונים, בסיוע מיקרוסקופיה פלואורסצנטית, כדי להעמיק במעמקי המוח שנתרם על ידי חולה אלצהיימר.

זה נתן מפות תלת מימדיות שבהן הם יכלו לצפות בחלבונים, אבני הבניין המולקולריות של החיים הקטנות פי מיליון מגרגר אורז, בתוך המוח. המחקר התקרב לשני חלבונים הגורמים לדמנציה – 'β-עמילואיד', חלבון שיוצר פלאקים דביקים מיקרוסקופיים, ו-'tau' – חלבון נוסף שבמחלת האלצהיימר יוצר חוטים לא תקינים שגדלים בתוך התאים ומתפשטים בכל המוח.

תמונת פלואורסצנטי שמאלית של עמילואיד במוח אנושי שלאחר המוות שנשמר בהקפאה. ארכיטקטורה מולקולרית אמצעית תלת מימדית של רובד β-עמילואיד. מבנה ימין, בתוך הרקמה של חוטי טאו בתוך המוח שלאחר המוות. קרדיט: אוניברסיטת לידס

מחקר זה חשף את המבנה המולקולרי של טאו ברקמה, כיצד מסודרים עמילואידים, ומבנים מולקולריים חדשים הסתבכו בתוך הפתולוגיה הזו במוח. דמנציה היא הגורם המוביל למוות בבריטניה, עם אלצהיימר הצורה הנפוצה ביותר שלה.

השפעת מבנים מולקולריים על אלצהיימר

במחלת אלצהיימר, גם פלאק β-עמילואיד וגם חוטי טאו לא תקינים נחשבים לשבש את התקשורת הסלולרית, מה שמוביל לתסמינים כמו אובדן זיכרון ובלבול, ומוות תאי.

ד"ר רנה פרנק, מחבר ראשי ופרופסור חבר בבית הספר לביולוגיה של אוניברסיטת לידס, אמר: "הצצה ראשונה זו של מבנה המולקולות בתוך המוח האנושי מציעה רמזים נוספים למה שקורה לחלבונים במחלת אלצהיימר, אך גם פותחת ניסוי גישה שניתן ליישם כדי להבין טוב יותר מגוון רחב של מחלות נוירולוגיות הרסניות אחרות."

במהלך 70 השנים האחרונות, קטלוג עצום של מבנים מולקולריים הצטבר על ידי כמה אלפי מדענים ברחבי העולם, שכל אחד מהם עובד עם חלבונים בבידוד במבחנה. עם זאת, זה זמן רב ידוע שרוב הפונקציות בביולוגיה הן תוצאה של תזמורת של חלבונים רבים ושונים.

מחקר זה שנערך באוניברסיטת לידס בשיתוף עם מדענים באמסטרדם UMC, Zeiss Microscopy ואוניברסיטת קיימברידג', הוא חלק ממאמצים חדשים של ביולוגים מבניים לחקור חלבונים ישירות בתוך תאים ורקמות, סביבתם המקורית – וכיצד חלבונים פועלים יחד ומשפיעים זה על זה, במיוחד בתאים ורקמות אנושיות שנפגעו במחלה. בטווח הארוך יותר יש לקוות שהתבוננות במשחק הגומלין הזה של חלבונים בתוך רקמות תאיץ את זיהוי המטרות החדשות לטיפולים ואבחון מבוססי מנגנונים מהדור הבא.