מחקר פורץ דרך קושר בועות מוח זעירות להתקדמות אלצהיימר

חוקרים ב-Sanford Burnham Prebys הראו כי שלפוחיות העוברות בין תאי מוח מכילות הוראות מלאות יותר לשינוי תפקוד התא ממה שחשבו בעבר.

במחקר שפורסם לאחרונה ב דוחות תאים, חוקר ג'רולד צ'ון, MD, Ph.D. והצוות שלו מצא שההוראות המולקולריות הכלולות בשלפוחיות אלו השתנו מאוד בין דגימות מוח שלאחר המוות שסופקו על ידי אנשים אשר אלצהיימר מַחֲלָה.

חוקרים קוראים לבועות המוח הזעירות הנבדקות במחקר זה שלפוחיות חוץ-תאיות קטנות (sEVs). בלוני מים ביולוגיים זעירים אלה מיוצרים על ידי רוב התאים בגוף כדי להעביר מגוון רחב של חלבונים, שומנים ותוצרי לוואי של חילוף החומרים התאי, כמו גם RNA גרעין חוּמצָה קודים המשמשים את התאים המקבלים לבניית חלבונים חדשים.

מכיוון שמטען פעיל ביולוגי זה יכול בקלות לעורר שינויים בתאים אחרים, מדענים מעוניינים ב-sEVs במוח כאמצעי להעברת הוראות נורמליות כמו גם הוראות צרורות לחלבונים מקופלים שגויים המצטברים במוח עם התקדמות מחלות ניווניות כמו מחלת אלצהיימר.

כדי להיות תורם פוטנציאלי להצטברות של חלבונים לא רצויים, sEVs יצטרכו לשאת שרטוטים עם מספיק מידע כדי לאפשר לתאים אחרים לייצר את החלבונים הבעייתיים. רוב המחקרים הקודמים הצביעו על כך ש-RNA שליח (mRNA) הנושא תוכניות לחלבונים נחתך לשברים קצרים מדי כדי לאפשר לתאים המקבלים לשנות את דפוסי הבנייה שלהם.

"מצאנו שההפך הוא הנכון במחקר שלנו", אומר צ'ון, פרופסור במרכז להפרעות גנטיות וחקר הזדקנות ב-Sanford Burnham Prebys. "זיהינו יותר מ-10,000 mRNA באורך מלא באמצעות שימוש במכשיר חדש יחסית DNA טכניקת רצף הנקראת PacBio קריאה ארוכה ברצף."

ממצאים מפורטים מהמחקר

הצוות בודד sEVs מקליפת המוח הקדם-מצחית של 12 דגימות מוח שלאחר המוות שנתרמו מחולים שאובחנו עם מחלת אלצהיימר ו-12 מתורמים ללא מחלת אלצהיימר (או כל מחלה נוירולוגית ידועה אחרת). כמעט 80% מה-mRNA שזוהו היו באורך מלא, מה שאפשר לתעתוק אותם על ידי תאי נמענים לחלבונים ברי קיימא.

"כדי לאשש את התוצאות של רצף קריאה ממושכת בדגימות האנושיות, הסתכלנו גם על שלפוחיות מבודדות מתאי עכברים", אומרת הסופרת הראשונה לינה רנסום, Ph.D., פוסט-דוקטורט ב-Sanford Burnham Prebys. "מצאנו ממוצעים דומים של בין 78% ל-86% תמלול באורך מלא בשלושה סוגי תאי מוח: אסטרוציטים, מיקרוגליה ונוירונים."

בנוסף לניתוח ואימות התוצאות לגבי אורך ה-mRNA ב-sEVs במוח, השוו החוקרים את רצף הגנים המשתקפים בתעתיק ה-sEV mRNA. בדגימות של מחלת אלצהיימר, 700 גנים הראו ביטוי מוגבר בעוד שלכמעט 1500 נמצאו פעילות מופחתת.

המדענים קבעו כי 700 הגנים המווסתים קשורים לדלקת ולהפעלת מערכת החיסון, אשר משתלבת בדפוסים ידועים של דלקת מוחית הקיימת במחלות ניווניות עצביות כגון מחלת אלצהיימר. החוקרים מצאו גם גנים רבים הקשורים למחלת אלצהיימר במחקרי אסוציאציה קודמים ברחבי הגנום היו קיימים גם ב-sEVs של מחלת אלצהיימר.

"השינויים בביטוי הגנים הכלולים בשלפוחיות אלה חושפים חתימה דלקתית שעשויה לשמש חלון לתהליכי מחלה המתרחשים במוח עם התקדמות מחלת האלצהיימר", אומר צ'ון.

בעקבות מחקר זה, צ'ון והצוות יחפרו לעומק כיצד תאים אורזים sEVs וכיצד קודי ה-mRNA הסגורים מובילים לשינויים תפקודיים בתאי מוח אחרים המושפעים במחלת אלצהיימר. הבנה טובה יותר של sEVs ותכולת ה-mRNA שלהם עשויה לאפשר גילוי של סמנים ביולוגיים שיכולים לשמש לשיפור הגילוי המוקדם של מחלת אלצהיימר ומצבים נוירולוגיים אחרים, תוך זיהוי מנגנוני מחלה חדשים כדי לספק מטרות טיפוליות חדשות.

"בנוסף, sEVs מתרחשים באופן טבעי ככלי להובלת מטען פעיל ביולוגית בין תאים, כך שגם ייתכן שניתן יהיה למנף אותם כמערכת מסירה ממוקדת לטיפולי מוח עתידיים", אומר צ'ון.

המחקר נתמך על ידי המכון הלאומי להזדקנות (R01AG065541 ו-R01AG071465), המכון הלאומי למדעי הרפואה הכלליים (T32GM007752) ורוטרי הבינלאומי.