מהפכה בחקר האלצהיימר: מדעני קורנל מפתחים מודל נוירונים פורץ דרך

מדענים ב-Weill Cornell Medicine פיתחו מודל נוירון אנושי חדשני המדמה בצורה חזקה את התפשטות אגרגטים של חלבון טאו במוח – תהליך שמניע ירידה קוגניטיבית במוח. אלצהיימר מחלה ודמנציה פרונטומפורלית. מודל חדש זה הוביל לזיהוי מטרות טיפוליות חדשות שעלולות לחסום את התפשטות הטאו.

המחקר הפרה-קליני, שפורסם ב-5 באפריל ב תָאמהווה התקדמות משמעותית בחקר מחלת האלצהיימר.

"נכון לעכשיו אין טיפולים שיכולים לעצור את התפשטות אגרגטים טאו במוחם של חולים עם מחלת אלצהיימר", אמרה מחברת המחקר הראשית, ד"ר לי גאן, מנהלת המכון לחקר מחלת האלצהיימר של הלן ורוברט אפל ו-Burton P. ו- Judith B. רזניק פרופסור בולט למחלות ניווניות במכון לחקר המוח והנפש של משפחת Feil ב-Weill Cornell Medicine. "מודל הנוירון האנושי שלנו של התפשטות טאו מתגבר על המגבלות של מודלים קודמים וחשף מטרות פוטנציאליות לפיתוח תרופות שלא היו ידועות בעבר."

תאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים יכולים להתפתח לכל תא בגוף וניתן לשדל אותם להפוך לנוירונים למודל של מחלות מוח בצלחת מעבדה. עם זאת, זה היה כמעט בלתי אפשרי ליצור מודל של התפשטות טאו בנוירונים צעירים אלה, שכן התפשטות טאו דורשת עשרות שנים במוח מזדקן.

התקדמות בדוגמנות Tau Spread

הצוות של ד"ר גן השתמש בטכנולוגיית CRISPR כדי לשנות את הגנום של תאי גזע אנושיים, מה שגרם להם לבטא צורות של טאו הקשורות למוח מזדקן חולה. "המודל הזה היה מחליף משחק, המדמה התפשטות טאו בנוירונים תוך שבועות – תהליך שלרוב ייקח עשרות שנים במוח האנושי", אמר ד"ר גאן.

במסע שלהם לעצור את התפשטות הטאו, הצוות של ד"ר גאן השתמש בסריקה של CRISPRi כדי להשבית אלף גנים כדי לברר את תפקידם בהפצת הטאו. הם גילו 500 גנים שיש להם השפעה משמעותית על שפע הטאו.

"טכנולוגיית CRISPRi אפשרה לנו להשתמש בגישות חסרות פניות כדי לחפש מטרות תרופות, לא מוגבל למה שדווח בעבר על ידי מדענים אחרים", אמרה אחת מכותבות המחקר המובילות סלסט פארה בראבו, מועמדת לדוקטורט במדעי המוח בבית הספר לרפואה של וייל קורנל. מדעים עובדים במעבדת גן.

גילויים והשלכות לטיפול

תגלית אחת כוללת את מפל UFMylation, תהליך תאי הכולל התקשרות של חלבון קטן בשם UFM1 לחלבונים אחרים. הקשר של תהליך זה לממרח טאו לא היה ידוע בעבר. מחקרים שלאחר המוות של מוחות של חולים עם מחלת אלצהיימר מצאו ש-UFMylation משתנה, והצוות מצא גם במודלים פרה-קליניים שעיכוב של האנזים הנדרש ל-UFMylation חוסם את התפשטות הטאו בנוירונים.

"אנו מעודדים במיוחד מהאישור שעיכוב UFMylation חסם את התפשטות הטאו גם בנוירונים אנושיים וגם במודלים של עכברים", אמר מחבר המאמר, ד"ר שיאוקינג גונג, פרופסור חבר למחקר במדעי המוח במכון אפל ב-Weill Cornell Medicine.

טיפולים רבים במחלת האלצהיימר מראים בתחילה הבטחה במודלים של עכברים אך אינם מצליחים בניסויים קליניים, אמר ד"ר גן. עם מודל התא האנושי החדש, היא אופטימית לגבי הדרך שלפניה. "התגליות שלנו בנוירונים אנושיים פותחות את הדלת לפיתוח טיפולים חדשים שיכולים באמת לעשות את ההבדל עבור אלה שסובלים מהמחלה ההרסנית הזו."