תאומים זהים, לאחד סכיזופרניה והשני בריא. ההבדל ביטוי הגנים כבר בשלב העובר

כך נמצא במחקר חדש שנערך באוניברסיטת חיפה ופורסם בכתב העת היוקרתי  Molecular Psychiatry מבית NATURE

תאומים זהים אשר רק לאחד מהם יש סכיזופרניה נבדלים בביטוי גנים סינפטיים ובפעילות סינפטית כבר בשלבי ההתפתחות של העובר, כך נמצא במחקר חדש שנערך באוניברסיטת חיפה ופורסם בכתב העת היוקרתי  Molecular Psychiatry מבית NATURE ובחן בפעם הראשונה את השוני הגנטי בין זוגות של תאומים זהים, שאמורים להיות בעלי מטען גנטי זהה – כשהאחד סובל מסכיזופרניה והשני לא.

“כיום רוב התרופות במחלת הסכיזופרניה מטפלות בהרגעת האפיזודיות ומודולציה של פעילות הדופמין. אנחנו מאמינים שתוצאות המחקר, שמצא בפעם הראשונה גנים ספציפיים שבהם מתרחשים שינויים, מעוררות אופטימיות זהירה לגבי פיתוח תרופות וטיפולים עתידיים במחלה – שיתמקדו בגנים אלה”, אמרה פרופ’ שני שטרן מחוג סגול לנוירוביולוגיה של האוניברסיטה, עורכת המחקר.

סכיזופרניה היא הפרעה נפשית כרונית, בעלת גורם תורשתי גבוה, הפוגעת בתפקוד יומיומי ומאופיינת בתסמינים של פסיכוזה. עד היום, הגורמים להתפתחות ההפרעה אינם ידועים ורוב התאוריה והמחקר נסובים סביב פעילות בלתי תקינה של דופמין במוח. במחקר קודם של פרופ’ שטרן היא מצאה קשר לשינויים הקשורים לסינפסות – נקודות החיבור או הצמתים שבהם עובר המידע בין הנוירונים במוח. ולכן במחקר הנוכחי ביקשו החוקרים, פרופ’ שטרן מחוג סגול לנוירוביולוגיה בשיתוף צוות חוקרים ממכון סאלק ומבית הספר לרפואה של  Mount Sinai, להתמקד בהבדלים גנטיים בסינפסות.

אלא שבמחקר הנוכחי הם בחרו לבחון הבדלים גנטיים בין מי שלא אמור להיות להם הבדלים כאלה – זוגות של תאומים זהים, שאמורים לשאת את אותו המטען הגנטי – כשאחד מהתאומים סובל מסכיזופרניה והשני לא. לאור הקושי למצוא זוגות תאומים כאלה, השתתפו במחקר שני זוגות תאומים שאחד סובל מסכיזופרניה והשני לא, ועוד שלושה זוגות של תאומים זהים ללא סכיזופרניה, ששימשו כקבוצת הביקורת.

במחקר השתמשה פרופ’ שטרן בטכנולוגיה הנהוגה במעבדתה של “תכנות מחדש של תאי גזע” (Sendai Reprogramming). בשיטה זו ניתן לקחת תאים מכל אדם “להחזיר אותם לאחור” למצב של תאי גזע, ומשם למיין אותם בחזרה לכל סוג תא שנרצה, כאשר התא החדש נושא בדיוק את אותו המטען הגנטי של האדם. בזכות שיטה זו, ניתן גם לעקוב אחרי התא מייד מרגע המיון מחדש שלו, וכך למעשה לקבל את התמונה הגנטית שמתאימים לתקופה שבו אותו אדם היה עובר ברגעיו הראשונים.

כך במחקר הנוכחי, נלקחו תאים מכל המשתתפים ומויינו מחדש לתאי עצב של ההיפוקמפוס, כמעט מרגע הולדתם. בשלב הראשון מצאו החוקרים הבדלים משמעותיים בכמות הסינפסות שנוצרו, בגודלן ובכמות החיבורים האפשריים בין הנוירונים במוח: לתאומים שסבלו מסכיזופרניה הייתה הכמות המעטה ביותר של סינפסות, הן היו קטנות יותר בהשוואה לשאר וכמות החיבורים בין הנוירונים הייתה הקטנה ביותר; לכל התאומים מקבוצת הביקורת, כלומר זו שבה אף תאום אינו סובל מסכיזופרניה, הייתה את הכמות הגדולה ביותר של סינפסות, הן היו הגדולות ביותר וכמות החיבורים הייתה הגדולה ביותר. באמצע נמצאו האחים הבריאים של התאומים שסבלו מסכיזופרניה, שיצרו למעשה קבוצה משל עצמם: היו להם יותר סינפסות והן היו גדולות יותר בהשוואה לאחיהם עם הסכיזופרניה, אבל פחות מאשר לזוגות הבריאים.  

בשלב השני בדקו החוקרים את ההבדלים בין התאומים ברמת RNA וDNA וזיהו 20 גנים משמעותיים שקיים הבדל בביטוי שלהם בין תאום סכיזופרני והאח הבריא שלו. כל המסלולים שנמצאו היו קשורים למנגנונים סינפטיים והבקרה עליהם הייתה פגומה לעומת התאומים מקבוצת הביקורת. מהממצאים עלה כי השינויים ברמת ה-DNA החלו בשלב שמתאים לשלב העוברי, ולמעשה, זמן קצר אחרי המועד שבו העובר התחלק לשניים.

בשלב השלישי, בדקו החוקרים את המתח החשמלי בנוירונים וגילו תמונה דומה לממצא הראשון: לתאומים שסובלים מסכיזופרניה הייתה התפתחות איטית וירידה משמעותית בכמות הפעילות הסינפטית, בהשוואה לתאומי קבוצת הביקורת. הפעילות החשמלית והסינפטית של התאום הבריא לאח עם סכיזופרניה נמצאה בטווח שבין התאום החולה לזוגות התאומים הבריאים.

“המחקר שלנו מחזק שוב את הממצא הקודם שלנו שמדבר על הקשר שבין התפתחות לקוייה של הסינפסות במוח לבין התפתחות של סכיזופרניה, כאשר במחקר הנוכחי התקדמנו בצעד משמעותי נוסף וזיהינו את הגנים שהביטוי שלהם משתנה ואת המועד של שינויי זה. הממצאים הללו פותחים פתח חדש לניסיון להבין את הגורמים להתפתחות של סכיזופרניה וכמובן – את הדרך לטפל בה”, סיכמה פרופ’ שטרן.