קבוצת החוקרים בראשותה של פרופ’ אורנה אלרואי-שטיין מהפקולטה למדעי החיים פרסמה היום בכתב העת BRAIN כי הצליחה לפתח באמצעים של הנדסה גנטית עכברים הסובלים ממחלת העלמות החומר הלבן מהמוח (VWM), אשר יוכלו לסייע לחיפוש תרופות למחלה קשה זו ולמחלות נוירודגנרטיביות אחרות בבני אדם כגון טרשת נפוצה
מחלת העלמות החומר הלבן מהמוח היא מחלה גנטית נוירודגנרטיבית חשוכת מרפא. המופע הקלאסי של המחלה מאופיין בהופעה של סימנים נוירולוגים (מוטוריים וקוגניטיבים) בגיל הילדות, שמחמירים באופן הדרגתי עד לשיתוק מוחלט המסתיים במוות לאחר מספר שנים. התדרדרות מואצת של הסימנים הקליניים מתרחשת לאחר חום גבוה, פגיעות ראש, או פחד פתאומי.
המחלה נגרמת כתוצאה ממוטציות נקודתיות בגן המקדד לאנזים (eIF2B) שהקוד הגנטי שלו מאד שמור באבולוציה, ושיש לו תפקיד חיוני בסינתזת כל רפרטואר החלבונים, בכל סוגי התאים. המוטציות, אשר יכולות להיות בדרגות חומרה משתנות, גורמות לירידה בפעילות האנזימטית אך לא לביטולה כליל. אנזים זה ידוע בחשיבותו בבקרת התרגום של רנ”א לחלבון.
להפתעת החוקרים, למרות שתפקוד אנזים זה חיוני בכל תאי הגוף, מוטציות בו גורמות בעיקר לבעיות בחומר הלבן במוח, מסיבה לא ברורה. לאחר זיהוי הגן האחראי למחלה, נפתח המירוץ לפיתוח זן עכברים הנושאים מוטציה בגן זה, כדי לאפשר מחקר אינטנסיבי שלא ניתן למימוש בבני אדם. המחקר יוביל לזיהוי סימנים מוקדמים למחלה, לזיהוי גורמי סביבה המאיצים את התפרצות והתדרדרות הסימפטומים, ולהבנת המנגנונים המולקולריים שתוביל לפיתוח תרופות.
קבוצת המחקר בראשותה של פרופסור אורנה אלרואי-שטיין מהפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל-אביב הצליחה לפתח עכברי מודל למחלה ופרסמה את התובנות הראשונות לגבי האנומליה של החומר הלבן כתוצאה מהמוטציה, בעיתון BRAIN. במחקר השתתפו הסטודנטים מיכל גבע, יובל קבילי, לירז מרום, נינה מינדרול, דליה פנחסי, וגלי רעיני בשיתוף עם דוקטור יניב אסף מהמחלקה לנוירוביולוגיה.
החוקרים השתמשו בשיטות של הנדסה גנטית כדי לשנות את הגן העכברי המקודד לתת-היחידה הקטליטית של האנזים, ולהכניס בו מוטציה ספציפית שגרמה לירידה של כ-20 אחוז בפעילותו. מתא בודד שהכיל את המוטציה המבוקשת החוקרים יצרו זן עכברים חדש. מעקב רציף אחרי שינויים זעירים במוח העכברים על-ידי מיפוי בתהודה מגנטית (MRI), נמצא כי המוטציה גורמת לעיכוב ההתפתחות של איזורים ספציפיים במוח וגם להתחלה של תהליכי נוירודגנרציה בגיל מוקדם. כמו כן, נמצא כי העכברים המוטנטים לא הצליחו לתקן נזק מכוון בחומר הלבן בעוד שעכברי הביקורת תקנו את הנזק לאחר מספר שבועות.
תקינות ושלמות החומר הלבן במוח תלויה בבקרה מדוקדקת של תהליך ייצור חלבונים המהווים חלק מאבני הבניין של מיאלין או החיוניים לתהליך יצירתו. מיאלין הוא חומר הבידוד העוטף את שלוחות תאי העצב והוא המאפשר הולכת יעילה של האות העצבי. מבנה לקוי שלו או התפרקותו גורמים לבעיות במעבר האותות החשמליים ולסימפטומים נוירולוגים בהתאמה לתפקיד תאי העצב שנפגעו. עד כה לא זוהו גנים שהבקרה של תרגומם לחלבונים היא קריטית להיווצרות ושמירה על תקינות המיאלין.
קיימות מחלות רבות של החומר הלבן במוח, כשהידועה בהן היא טרשת נפוצה. זן העכברים שפותח באוניברסיטת תל-אביב יאפשר את הבנת תהליכי הבקרה החיוניים ליצירת החומר הלבן בגיל צעיר ושמירה על תקינותו בתגובה לנזקים המתרחשים בהזדמנויות שונות לאורך החיים. למידע חשוב זה יהיה שימוש רב לצורך פיתוח תרופות אשר יהיו בעלות ערך למגוון מחלות נוירודגנרטיביות.
