מחלת האלצהיימר, סוג של דמנציה המאופיינת על ידי אובדן זיכרון לטווח קצר, מחמירה בהדרגה עם הזמן ומשפיעה על מיליוני אנשים ברחבי העולם. מספר האמריקאים החולים באלצהיימר צפוי להגיע ל-13.8 מיליון ב-2050.
ככל ששכיחות האנשים החיים עם המחלה הניוונית עלתה, כך גדל גם שיעור התמותה. על פי נתונים שהתפרסמו מהמרכזים לבקרת מחלות ומניעתן (CDC) בחודש מאי 2017, בין השנים 1999-2014, שיעור מקרי המוות הקשורים לאלצהיימר בארה"ב עלה ב-55%, ל-25.4 מקרי מוות לכל 100,000 איש. רוב מקרי המוות אירעו בבתי אבות. בעוד שהמוות בבתי החולים ירד, מקרי המוות בבית עלו מ-13.9% ב-1999 ל-24.9% ב-2014.
לסטטיסטיקה הזו יש השלכות משמעותיות לגבי מטפלים בשכר ומטפלים אחרים, כמו בני משפחה, בחולי האלצהיימר בבית. "מהמספר ההולך וגדל של מקרי מוות מאלצהיימר, יחד עם המספר ההולך וגדל של חולים גוססים בבית עולה כי יש גם מספר הולך וגדל של מטפלים באנשים עם אלצהיימר. עד שניתן יהיה למנוע, להאט, או לעצור את המחלה, הטיפול באנשים עם אלצהיימר מתקדם ימשיך להיות משימה תובענית", נכתב ב- CDC.
לפי שעה, החיפוש אחר טיפול באלצהיימר לא מתקדם כל כך טוב. יש רק ארבע תרופות מאושרות לטיפול בסימפטומים של המחלה, וכמה טיפולים שעוררו תקווה נכשלו במחקרי מפתח בשנת 2017. בנוסף, לא קיימות תרופות על בסיס מנגנון.
מחלת אלצהיימר קשורה להצטברות שני סוגים של נגעי חלבון חריגים: פילמנטים/קורים של חלבון טאו (Tau), אשר נוצרים בתוך תאי עצב, וחלבון בטא עמילואיד, השוקע מחוץ לתאים. חלבוני טאו הם חלבונים מסיסים שנמצאים בשפע בתאי עצב של מערכת העצבים המרכזית. בתפקוד רגיל, הם עוזרים להעניק נוקשות מסוימת ויציבות ל"פיגומים" של תא העצב – המיקרוטיובולים – כך שאלה יכולים לשמש מעין קרונות שעל גבם ניתן להוביל מטענים אל כל חלקי התא.
באלצהיימר, חלבוני טאו עלולים להשתבש כתוצאה מזירחון-יתר (היפר-פוספורילציה) אשר גורם להיווצרות גושים בלתי מסיסים של טאו רעיל. נגעים אלה נקראים, סבכים נוירו-פיברילאריים (Tangles). המנגנון המדויק של היווצרות הסבכים לא מובן לחלוטין. הליקויים הללו מהווים סימן היכר דומיננטי במחלת האלצהיימר ובמחלות ניווניות נוספות של המוח. שיבוש היושרה המבנית של תאי העצב פוגמת במעבר חומרי מזון וכן בעיכוב התקשורת בין התאים, וכתוצאה מכך, לניוון תאי המוח ולירידה ביכולת הקוגניטיבית. זוהי פגיעה במבנה המוח ובתפקודיו שהולכת ומחמירה.
במחקר החדש, חוקרים בראשות המעבדה לביולוגיה מולקולרית של מועצת המחקר הרפואי בבריטניה (LMB), השתמשו ברקמת מוח מאישה בת 74 שנפטרה לאחר מחלת אלצהיימר, וצילמו אלפי תמונות מפורטות של חלבון טאו בתוך רקמות המוח של האישה באמצעות מיקרוסקופ קריו-אלקטרוני (cryo-EM). זהו מכשיר הדמייה חדיש ורגיש ביותר המשתמש בקרניים אלקטרוניות כדי לצלם מולקולות ביולוגיות קפואות וחושף את צורותיהן המולקולריות. באמצעות תוכנת מחשב, החוקרים הבינו סופסוף כיצד הסבך נראה.
מדענים ברחבי העולם בחנו את מעורבות חלבון טאו באלצהיימר כבר עשרות שנים, אך עד כה, לא הצליחו לראות את קורי הטאו מקרוב כל כך. התובנות המולקולריות כתוצאה מהדמיית ה cryo-EM שבוצעה כאן עשויות להוות בסיס לפיתוח טיפול תרופתי המתמקד בחלבון טאו.
הצוות מציין כי, הודות למבני הטאו שהתקבלו מהחולה שנפטרה, חוקרים יכולים כעת ללמוד כיצד הנגעים המזיקים הללו פועלים ברמה המולקולרית במוח אנושי. למידה של סבכים אלו תועיל למחקר מחלת האלצהיימר והמנגנונים שנמצאים בבסיס טווח רחב של מחלות ניווניות אחרות במוח. תוצאות המחקר עשויות להוביל למספר טיפולים חדשים שימנעו מהסבכים להיווצר – ובכך לסייע במאבק נגד אלצהיימר ודמנציה.
"זהו צעד אדיר קדימה", אומר ד"ר ברנרדינו גטי (Bernardino Ghetti), חוקר ראשי מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת אינדיאנה. "ברור כי טאו חשוב ביותר להתקדמות מחלת האלצהיימר וצורות מסוימות של דמנציה, אך קורי טאו אינם נראים במיקרוסקופ אור, ובלי תמונות ברזולוציה גבוהה המציגות את המבנה האטומי שלהם, קשה היה לפענח את תפקידם בהתפתחותן של מחלות אלו. במונחים של תכנון מנגנוני טיפול, האפשרויות כעת הן עצומות".
"תרופות שיכולות לסלק נגעי חלבון במוח הן מטרה מרכזית לחוקרים, אך כדי להשפיע ישירות על החלבונים הללו, מולקולות המרכיבות תרופה צריכות להיצמד ולהיקשר אליהם. הכרת הצורה המדויקת של מבנים חלבוניים מורכבים אלה היא בעלת ערך רב בהנחייה לפיתוח תרופות ממוקדות", מסבירה ד"ר רוזה סנצ'ו (Rosa Sancho), מנהלת המחקר לחקר האלצהיימר בבריטניה.
"בכל מה שקשור בטאו, זהו צעד גדול קדימה, אבל המשמעות גדולה אף יותר. זוהי הפעם הראשונה שמישהו קבע את המבנה בעל הרזולוציה הגבוהה [מדגימות מוח אנושיות] עבור המחלות האלה, והצעד הבא הוא להשתמש במידע כדי ללמוד את מנגנוני ההתפתחות של ניוון עצבי", אמר המדען הראשי של המחקר, ד"ר מישל גודרט (Michel Goedert) מהמעבדה לביולוגיה מולקולרית לכתב חדשות ה-BBC.
לא נדע את מלוא ההשלכות של תגלית זו, עד שמדענים יוכלו לעקוב אחר הממצאים החדשים שהוצגו כאן, אך ברור שזו יכולה להיות נקודת מפנה מרכזית בבחינת דרכי התמודדות עם אותם נגעי חלבון מזיקים. ד"ר גטי מתאר את התוצאה כאחת התגליות העיקריות של הרבעון האחרון של המאה במחקר האלצהיימר.
עם זאת, ייתכן שיידרשו עוד שנים רבות (או אפילו עשרות שנים) עד שיפותחו טיפולים חדשים – אך מעודד לדעת שהמחקר המדעי פסע צעד גדול קדימה. "זה כמו יריה בחשיכה – אתה עדיין יכול לפגוע במשהו אבל אתה יכול לקלוע הרבה יותר טוב אם אתה יודע מה המבנה", מסביר פרופ' סיורס סקמס (SJors Schmes), חוקר ראשי מהמעבדה לביולוגיה מולקולרית.
"אנחנו נרגשים – זה פותח עידן חדש לגמרי בתחום הזה, זה באמת קורה".
המחקר מומן על ידי המועצה למחקר רפואי של בריטניה, האיחוד האירופי, המכונים הלאומיים לבריאות של ארצות הברית (NIH) ובית הספר לרפואה של אוניברסיטת אינדיאנה בארה"ב.
הממצאים דווחו בכתב העת Nature יולי, 2017.
תמונות: dreamstime
מקורות:
Scientists Have Uncovered the Atomic Structure of a Key Alzheimer's Protein for the First Time, sciencealert.com
Wikipedia.com
