חוקרים מהאוניברסיטה העברית ומאוניברסיטת Penn State חשפו לראשונה את המבנים של החלבון המרכזי בשלביה המוקדמים של מחלת הפרקינסון. ד”ר איתן לרנר: “הממצאים עשויים לעזור בפיתוח תרופות שיסייעו להאט את קצב המחלה ואולי אף למנוע אותה”
מחלת הפרקינסון היא המחלה הניוונית של מערכת העצבים השנייה בשכיחותה, אחרי מחלת האלצהיימר, והיא פוגעת ביותר מ-10 מיליון אנשים ברחבי העולם. המחלה מתחילה את התפתחותה בתאי העצב שבגזע המוח ומתאפיינת בפגיעה הדרגתית ביכולת התנועה של הגוף כמו רעידה, נוקשות שרירים והפרעות בשיווי המשקל. הנוירונים הפגועים אצל חולי פרקינסון מאופיינים בהופעתם של צברים מיקרוסקופיים הנקראים גופיפי לואי, שמסוגלים להוביל לפגיעה בתפקוד של תא העצב. גופיפים אלה מכילים סיבים מסודרים ויציבים להפליא המורכבים מן החלבון אלפא-סינוקלאין, אשר תפקידו במוח של אדם בריא הוא תמיכה בהעברת שקיקים של דופמין לאורך קצוות תאי העצב. כשחלבון זה איננו נמצא באינטראקציה עם מרכיבים תוך תאיים אחרים, הוא חסר מבנה תלת-ממדי מסודר ומוגדר. למעשה, חלבון חופשי שכזה מסוגל להתקפל לכדי מבנים שונים בלתי-יציבים, העוברים שינויי מבנה מהירים מאוד (מיקרו-שניות ואף מהר מזה). החלבון אלפא-סינוקלאין פעיל ביולוגית כשהוא מקופל למבנה ספציפי, אך בעוד במצבים מסוימים מבנהו יתרום לפעילות פיזיולוגית תקינה, במצבים אחרים מבנהו יתמוך בפעילות מעודדת פתולוגיה.
במחקר חדש ופורץ דרך שפורסם בכתב העתStructure על ידי חוקרים מהאוניברסיטה העברית ומאוניברסיטת Penn State שבארה”ב, התגלה המנגנון שמאפשר לחלבון אלפא-סינוקלאין לשנות מבנים בין כאלו שתומכים בפעילותו הפיזיולוגית התקינה לבין כאלו שמאתחלים הפרעות בפעילות הגוף ומובילים למחלת הפרקינסון. במסגרת מחקר זה שילבו החוקרים שיטות ביו-פיזיקליות מתקדמות ואפיינו את המבנים השונים של אלפא-סינוקלאין החופשי.
מולקולות הפועלות בנתיב התיקן או הניווני
לאחר ניתוח הנתונים, הצוות של ד”ר איתן לרנר ממכון סילברמן למדעי החיים באוניברסיטה העברית הראה, באמצעות שימוש בשיטות ספקטרוסקופיות מתקדמות, שבאופן מפתיע חלקים ממבנים אלו שומרים על מבנה יציב לזמנים של עשרות עד מאות מילישניות. ד”ר לרנר מסביר: “זהו זמן איטי מספיק המאפשר למבנים מקומיים בתוך אלפא-סינוקלאין לתמוך בפונקציות השונות של החלבון, בין אם בנתיב הפעילות התקין או בנתיב הניווני”.
באמצעות מבנים אלו של חלבון האלפא-סינוקלאין החופשי, והעובדה שחלקם למעשה מהווים את השלבים המקדימים פעילות ידועה, בין אם תקינה פיזיולוגית, או שמעודדת פתולוגיה, יהיה ניתן לפתח מולקולות קטנות שייקשרו ספציפית למבנה החלבון במצבו המעודד ניוון, ויעכבו יצירת סיבים שלו, או לחילופין כאלו שייקשרו ספציפית למבנה החלבון במצבו המעודד פעילות תקינה, וייצבו מבנה זה. לדברי גב’ סופיה זאער, סטודנטית במעבדתו של ד”ר איתן לרנר, “מדובר בחלבון שעלול להביא למצב ההופכי מהמצופה, והמטרה העיקרית שלנו כעת היא ללמוד כיצד לנתב את פעילותו לכיוון הפיזיולוגי התקין”.
לדברי ד”ר לרנר, “מחקר זה מהווה צוהר לגישה חדשה של פיתוח תרופות למחלת הפרקינסון. השאיפה שלנו היא להמשיך בחקר הביוכימי של השלבים המוקדמים במחלת הפרקינסון, לנסות לפתח תרופות שיאפשרו לשפר את התפקוד הנוירו-פיזיולוגי, ולהאט או לעצור את התפתחות המחלה”.
המחקר נערך בשיתוף גב’ פז דרורי, גב’ ג’ואנה זאמל, מר חליל ג’ורון וד”ר ניר קליסמן מהאוניברסיטה העברית בירושלים, ונתמך על ידי המכונים הלאומיים לבריאות של ארה”ב (NIH), קרן פאסן (Passan), הקרן הישראלית למדע וקרן מילנר.
למחקר המדעי –כאן.
עוד בנושא באתר הידען:
