כשהגיע ילד עם מחלה גנטית נדירה שהתבטאה בחוסר יכולת לייצר את האנזים ASL אל ד”ר איילת ארז כשהיתה בפוסט בארה”ב היא הצליחה למצוא את שורשי המחלה, ותרמה בכך לטיפול בה. ד”ר ארז עברה מסלול הכשרה כפול, הן כרופאת ילדים והן כמדענית בתחום הגנטיקה של הסרטן
בזמן מחקרה הבתר-דוקטוריאלי של ד”ר איילת ארז, ב”ביילור קולג'” לרפואה, הגיע לבית-החולים ילד במצב קשה עקב לחץ דם גבוה, שלא הגיב לטיפול תרופתי. הילד סבל ממחלה גנטית הנגרמת מחסר באנזים האחראי לייצור חומצת האמינו ארגינין. אולם הקשר בין החסר באנזים, הקרויASL , לבין תסמיני המחלה נותר בגדר תעלומה, והרופאים היו חסרי אונים. מה שהתרחש בהמשך מהווה דוגמה טובה לכוח של הדו-שיח בין מדע לרפואה: ד”ר ארז, שעברה מסלול הכשרה כפול, הן כרופאת ילדים והן כמדענית בתחום הגנטיקה של הסרטן, הצליחה ליצור מודל של המחלה בעכברים. כך גילתה כי האנזים ממלא תפקיד משמעותי נוסף, שהיה בלתי ידוע עד אז: הוא מעורב בייצור חנקן חמצני (NO) – “שליח ביולוגי” הממלא תפקיד במיגוון תהליכים פיסיולוגיים, ביניהם הרחבת כלי הדם ופעילות מערכת העצבים. בהמשך הוכיחה כי חסר באנזים זה מוביל לירידה בייצור החנקן החמצני בגוף, ובעקבות כך נגרמים חלק התסמינים האופייניים למחלה ממנה סבל הילד. הדרך משולחן המעבדה למיטת החולה הייתה קצרה: החולה טופל באמצעות תוסף מזון פשוט המכיל NO, אשר הוריד מיידית את לחץ הדם שלו לערכים תקינים (שנשמרו מאז בטווח הנורמה – כבר מעל שלוש שנים). בטווח הארוך יותר חל גם שיפור ביכולותיו הקוגניטיביות. על מחקר זה קיבלה פרס מטעם בית-הספר לרפואה של הרווארד. “השילוב בין הקליניקה למחקר הוא שהביא להצלחה והקנה לי אישית סיפוק גדול – כרופאה, כמדענית וכאם”, היא אומרת.
שורשי מחקר החנקן החמצני מרחיקים עד שנת 1846, אז ייצר לראשונה הכימאי האיטלקי את חומר הנפץ ניטרוגליצרין. 100 שנים מאוחר יותר גילו פריד מוראד, לואיס איגנארו ורוברט פורצ’גוט כי ניתן לפרק את הניטרוגליצרין למולקולות NO, וכי חומר זה מרחיב את כלי הדם בגוף, וזכו על תגליתם בפרס נובל לרפואה לשנת 1998. מאז מצטברות העדויות לתפקיד החשוב שממלאת המולקולה בכלי הדם ובמערכת העצבים, אולם מנגנוני הפעילות שלה ואופני הבקרה עליה אינם ידועים. המחקר בתחום זה נתקל בקשיים, בין היתר, משום שבגוף קיימים שלושה אנזימים המייצרים חנקן חמצני. ניסיונות להשפיע על רמת ה-NO באמצעות מניפולציות גנטיות בשלושה אנזימים אלה, במטרה ליצור מודלים של מחלות, לא היו חד משמעיים.
ד”ר ארז מתמודדת עם הקשיים האלה באמצעות התמקדות בשלב מוקדם יותר במסלול המטבולי של החנקן החמצני בגוף, שלב עליו אחראי האנזים ASL אותו חקרה ב”ביילור קולג'”. ASL מייצר את חומצת האמינו ארגינין – חומר הגלם בו משתמשים שלושת האנזימים המייצרים ממנו NO. בנוסף, כפי שגילתה ד”ר ארז, ASL הוא מרכיב הכרחי בצבר החלבונים שאחראי לייצור ה-NO. תכונות אלה הופכות אותו לגורם בקרה עליון, השולט ברמות ה-NO בגוף.
במעבדתה במחלקה לבקרה ביולוגית במכון מתכננת ד”ר ארז, בין היתר, להעמיק בחקר האנזים ASL ובגלגולים המטבוליים של ארגינין וחנקן חמצני, וזאת במטרה להבין טוב יותר את גורמים למחלות מערכתיות הנגרמות משיבושים במסלולים מטבוליים אלה, ובהן מחלות ניווניות של מערכת העצבים, חוסר תיפקוד של הכליות וסרטן, ולנסות לתרום לפיתוח דרכים חדשות לטיפול במחלות אלה.
במקביל לעבודתה במכון ויצמן למדע תחל ד”ר ארז לעבוד חצי יום בשבוע כגנטיקאית ילדים בבית-החולים על-שם שיבא בתל השומר, שם תטפל במשפחות עם ילדים החולים בסרטן שמקורו גנטי. עבודתה שם מתקשרת לסוג נוסף של שינויים מטבוליים שהיא מתכננת לחקור – אלה שמתחוללים בתא הבריא בזמן שהוא הופך לתא סרטני. היא מקווה ששתי הגישות – הקלינית והמחקרית – יחזקו זו את זו, כך שגם הרפואה וגם המדע יצאו נשכרים. בהמשך ישיר לתפיסה זו, החלה, ביחד עם ד”ר ערן אלינב, בקיום מפגשי רופאים-חוקרים במכון. “נקודת המוצא שלי כרופאה-חוקרת היא האדם ולכן חשובה לי רלבנטיות השאלה המחקרית לחולים; בסופו של דבר המדע מעוניין, מעבר לסיפוק הסקרנות, לעזור לרפא מחלות”.
