להציל את תאי הרשתית

כיצד אפשר לשקם תאים ברשתית העין שנפגעו מחוסר אספקת דם? השתלת מיטוכונדריה תורמת לשרידותם של נוירונים פגועים ברשתית העין של עכברים

העין היא אחת מצרכני האנרגיה הגבוהים בגוף. ככזאת, היא רגישה מאוד לפגיעה במיטוכונדריה – אברון תוך-תאי שמייצר חלק ניכר מן האנרגיה הכימית (ATP) שדרושה לפעילותם התקינה של תאי הגוף ומתפקד כאחד ממרכזי הבקרה החשובים ביותר בתא.  מצבים שונים בעין, כגון עקה חמצונית (שבין השאר נגרמת מקרינה אולטרה סגולה), וחסימת כלי דם (שבץ של העין), ומחלות תלויות גיל, פוגעים בתפקוד המיטוכונדריה וכך גורמים למוות של תאים ולפגיעה בראייה. במיטוכונדריה פגועה נוצרות רמה גבוהה של רדיקלים חופשיים ורמה נמוכה של אנרגיה תאית.

ד”ר זיו רוטפוגל מהאוניברסיטה העברית בירושלים, מומחה למחלות וניתוחי עיניים, חוקר ראשי במעבדת המחקר של מחלקת עיניים ומנהל מרכז החדשנות במרכז הרפואי קפלן, חוקר יחד עם צוותו מחלות שבהן נפגעת פעילות המיטוכונדריה בחלקי העין השונים ובהם הרשתית (החלק שעליו מצויים קולטני האור וכך קרני האור מתרכזות בו ומתקבלת עליו תמונה חדה שמועברת למוח). בתוך כך הוא מפתח טכנולוגיות להשתלה של מיטוכונדריה בתאים ברשתית. השתלת מיטוכונדריה בתאים שתפקודם המיטוכונדריאלי נפגע. משפרת את תפקודם ומצילה אותם ממוות

“מטרתנו להכניס מיטוכונדריה חדשה ובריאה לתאים בעין שתפקודם נפגע בשל הרס המיטוכונדריה. באחד הניסויים שערכנו לאחרונה בעכברים הראינו כי השתלת מיטוכונדריה חדשה בתאי עצב ברשתית, שהמיטוכנודריה שלהם נפגעה עקב חוסר אספקת דם, הצילה את חלקם ממוות ושיפרה את תפקוד הרשתית ואת הראייה”, מסביר ד”ר רוטפוגל.

ההתמקדות של ד”ר רוטפוגל וצוותו במיטוכונדריה נובעת מתפקידו המרכזי של אברון זה בתאים והיכולת לבודד אותו ולעשות עליו מניפולציות. לדבריו, “המיטוכונדריה היא ספק האנרגיה של התא ומבקרת את התפקוד התאי ואף מצבים כגון אפופטוזיס (מוות תאי מתוכנת). בנוסף, יש לה גנום משלה והיא הולכת ונפגעת עם הגיל ובמצבי עקה. לכן, כאשר מחליפים מיטוכונדריה פגועה בחדשה, ניתן להציל תאים. זה נעשה כבר בניסויים רבים ובהם בתאי לב ומוח. בנוסף, מדובר במנגנון טבעי של הגוף. יש תאים שמעבירים ביניהם מיטוכונדריה במצבי עקה. כך למשל, תאי תמך מעבירים מיטוכונדריה לנוירונים שנפגעו עקב שבץ מוחי וחסימת כלי דם. המנגנון הזה קיים בסוגי תאים רבים ואנחנו למעשה מחקים אותו”.

החוקרים ניסו להבריא נוירונים ברשתית של עכברים שהמיטוכונדריה שלהם נפגעה מחוסר אספקת דם. לשם כך הזריקו לחלל הזגוגית הצמוד לרשתית מיטוכונדריה שבודדו מכבד של עכברים. לאחר כמה שבועות בחנו את הרשתית במיקרוסקופ פלורוסנטי או בצביעה היסטולוגית, וגילו כי המיטוכונדריה נקלטה ספונטנית בעיקר בנוירונים שהגיעה אליהם כמות הדם הפחותה ביותר,

במחקרם האחרון, שנתמך במענק מהקרן הלאומית למדע, ניסו ד”ר רוטפוגל וצוותו להבריא נוירונים ברשתית של עכברים שהמיטוכונדריה שלהם נפגעה מחוסר אספקת דם. הם פגעו באספקת הדם ברשתית באמצעות סגירת כלי הדם שמגיעים אליה, תחת הרדמה של העכברים. לאחר מכן הזריקו לחלל הזגוגית הצמוד לרשתית מיטוכונדריה שבודדו מכבד של עכברים. לאחר כמה שבועות בחנו החוקרים את הרשתית   במיקרוסקופ פלורוסנטי או בצביעה היסטולוגית. כך יכלו לספור את הנוירונים שבה ולבחון את מצבם.

בדרך זו גילו כי המיטוכונדריה נקלטה ספונטנית בעיקר בנוירונים הסובלים (אלו שהגיעה אליהם כמות הדם הפחותה ביותר), כפי הנראה בשל המנגנון הטבעי בגוף, ותרמה לשרידותם. “בניגוד לתאים שנמקו ואינם ניתנים להצלה, את התאים שקרובים למוות, שכמעט אינם מקבלים דם אך עדיין חיים, ניתן להציל”, מסביר ד”ר רוטפוגל.

בקבוצת עכברי ביקורת ביצעו החוקרים את אותה סגירת כלי דם ברשתית אך הזריקו להם רק את הנוזל שבו נמצאת המיטוכונדריה (ללא המיטוכונדריה עצמה). לאחר מכן בחנו את הנוירונים באותן שיטות וכך גילו כי הרבה פחות מהם שרדו ביחס לנוירונים שעברו השתלת מיטוכונדריה.

כעת מתכוונים החוקרים לחקור בעכברים מחלות נוספות שפוגעות ברשתית ובקרנית העין. בעתיד הם מקווים להמשיך בניסויי השתלת מיטוכונדריה בבני אדם כטיפול במחלות אלו.

החיים עצמם:

זיו רוטפוגל

ד”ר זיו רוטפוגל, בן 45, נשוי + שני ילדים (5, 3), מתגורר בתל אביב. בזמנו הפנוי אוהב לטייל.