חוקרים באוניברסיטת תל אביב פיצחו מנגנון של מחלה נוירולוגית נדירה

חוקרים באוניברסיטת תל אביב פיתחו מודל מחקר שאפשר פיענוח של מנגנון הפעולה של מחלה נוירולוגית קשה ונדירה, שתסמיניה כוללים אפילפסיה, עיכוב התפתחותי ופיגור שכלי. "פיענוח מנגנון המחלה הנגרמת על ידי מוטציה בחלבון TIMM50 הוא צעד קריטי בדרך לפיתוח טיפולים המוכוונים למטרות ספציפיות בתא – במחלה זו ובמחלות נוספות בעלות מנגנוני פעולה דומים, הפוגעים במנגנון הפקת האנרגיה בתאים", ציינו החוקרים.

המחקר, שפורסם בכתב העת eLife, הובל על ידי דיקן הפקולטה למדעי החיים, פרופ' עבד אלסלאם עאזם ובשיתוף פרופ' אורי אשרי והדוקטורנט אייל פז מבית הספר לנוירוביולוגיה, ביוכימיה וביופיזיקה בפקולטה למדעי החיים ומבית הספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב.

פרופ' עאזם: "המחלה שחקרנו נגרמת על ידי מוטציה בחלבון המכונה TIMM50, שידוע כי יש לו תפקיד בהחדרת חלבונים שונים אחרים לתוך המיטוכונדריה - אברון המפיק אנרגיה ונחשב לתחנת הכוח של התא בגוף החי. במיטוכונדריה האנושית פועלים כ-1,500 חלבונים (כ-10% מכלל החלבונים בגוף האדם), אך רק כ-13 מהם מיוצרים בתוך המיטוכונדריה עצמה, וכל השאר מיובאים מבחוץ באמצעות מנגנונים שונים. בשנים האחרונות נמצא כי מוטציות בחלבון TIMM50, הממלא תפקיד מרכזי בהחדרתם של כ-800 חלבונים לתוך המיטוכונדריה, גורמת למחלה נוירולוגית קשה ונדירה".

פרופ' אשרי מוסיף: "ייבוא חלבונים למיטוכונדריה הוא נושא שנחקר בהרחבה לאורך השנים, אך מעולם לא נחקר בתאי מוח. כדי לעשות זאת לראשונה, יצרנו מודל חדשני בנוירונים של עכברים, שחיקה את המחלה הנגרמת על ידי המוטציה בחלבון TIMM50. במסגרת המחקר הפחתנו משמעותית את ביטוי החלבון בתאי המוח העכבריים וראינו את השפעת הפגיעה בחלבון על התאים".

הפגיעה בחלבון הביאה לשני ממצאים עיקריים: ירידה בייצור האנרגיה של תאי העצב, תופעה היכולה להסביר את הבעיות ההתפתחותיות המופיעות במחלה; ועלייה בתדר של פוטנציאל הפעולה (האות החשמלי שמוביל מידע לאורך שלוחות תאי העצב ומייצר תקשורת ביניהם), תופעה שידוע כי היא קשורה לאפילפסיה. "השינוי בתדר פוטנציאל הפעולה", מסביר אייל פז, "נגרם ככל הנראה מפגיעה משמעותית בשני חלבונים המשמשים כתעלות אשלגן (הפרת איזון האשלגן בגוף עלולה לגרום לתופעות מסכנות חיים כמו הפרעות בקצב הלב ואף דום לב וחולשת שרירים עד כדי שיתוק) ויכולים בעתיד להוות מטרה לטיפול תרופתי במחלה".

מסכם פרופ' עאזם: "במחקר שלנו פענחנו לראשונה מנגנון של מחלה נוירולוגית קשה ונדירה שנגרמת על ידי מוטציה בחלבון בעל תפקיד קריטי בהחדרת חלבונים למיטוכונדריה. פיענוח המנגנון הינו שלב חשוב ביותר בדרך לטיפול, שכן הוא עשוי לאפשר פיתוח תרופות המוכוונות ספציפית לבעיות שהתגלו.

"בנוסף, יצרנו מודל מחקרי חדש המבוסס על נוירונים עכבריים, שתורם משמעותית לחקר הייבוא של חלבונים למיטוכונדריה בתאי מוח. אנחנו מאמינים שהממצאים שלנו, בשילוב עם המודל החדש, יאפשרו בעתיד מחקר מעמיק ואף פיתוח טיפולים למגוון מחלות נוירולוגיות הנגרמות על ידי מנגנונים דומים הפוגעים במיטוכונדריה".

השתתפו במחקר: ד"ר סהיל ג'אין וד"ר עירית גוטפריד מביה"ס לנוירוביולוגיה, ביוכימיה וביופיזיקה באוניברסיטת תל אביב; ד"ר אורנה סטרץ-חכם מהפקולטה למדעי הבריאות באוניברסיטת בן גוריון, ד"ר מוחמד מחאג'נה מהטכניון וכן חוקרים מאוניברסיטת אמורי באטלנטה, ארה"ב.