מחקר חדש מראה כי עלייה בחלבון טומוזין במוח עשויה להיות קשורה עם מחלות דגנרטיביות כדוגמת אלצהיימר

מחקר שבוצע על ידי החוקרים פרופ' אורי אשרי וד"ר בועז ברק במחלקה לנוירוביולוגיה בפקולטה למדעי החיים ובבית הספר סגול למדעי המוח של אוניברסיטת תל-אביב, בשיתוף עם מכון המחקר האמריקאי NIH, מעלה את ההשערה כי עלייה ברמות החלבון טומוזין בהיפוקמפוס (אזור במוח האחראי על תהליכי הזיכרון, הלמידה והניווט) עשויה להיות קשורה למחלות דגנרטיביות כדוגמת אלצהיימר. המחקר, שממצאיו עשויים לשמש מודל לפיתוח שיטות טיפול חדשניות למחלות ניווניות של המוח, התפרסם לאחרונה בכתב העת המדעי NeuroMolecular Medicine.

החוקרים ביקשו לבחון את השפעתו של החלבון טומוזין על הפעילות המוחית, ובפרט על פעילותו של ההיפוקמפוס. לשם כך הם הזריקו להיפוקמפוס של עכברים בוגרים וירוס המכיל גן לייצור טומוזין. ההזרקה גרמה לביטוי יתר של החלבון בתאי העצב, והרמה המוגברת של החלבון טומוזין הביאה לירידה בקצב העברת המוליכים העצביים בהיפוקמפוס.

"תאי העצב במוחנו מתקשרים ביניהם על ידי העברת מולקולות המכונות מוליכים עצביים (נוירוטרנסמיטורים), שגורמים לתגובות כימיות וחשמליות", מסביר ד"ר בועז ברק. "המוליכים העצביים מועברים מתא לתא בתוך שלפוחיות קטנות, ומנגנון ההעברה מווסת בקפידה על ידי תאי העצב, כדי למנוע העברת יתר או לחלופין חסר בהעברה. אחד החלבונים המסייעים בוויסות קצב העברת המוליכים העצביים הוא הטומוזין (Tomosyn), שתפקידו לעכב את שחרור השלפוחיות".

כשהטומוזין עולה, תפקוד המוח יורד   

כדי לבחון את תפקודם של העכברים ערכו להם החוקרים מבחן קוגניטיבי-התנהגותי: מטלה הקרויה 'מבוך המים ע"ש מוריס' (Morris water maze test), שבוחנת את היכולת לניווט מרחבי. במסגרת המבחן נדרשו העכברים למצוא את דרכם אל פלטפורמה המוסתרת בבריכת מים, על פי סימנים שונים שהוצגו להם. עכברים שלמוחם הוזרק טומוזין ביצעו את המשימה ביעילות פחותה בהרבה מקבוצת הביקורת, עדות לפגיעה משמעותית ביכולות הלמידה והזיכרון.

בהמשך ביצעו החוקרים נתיחה במוחם של העכברים, וערכו מדידות פיזיולוגיות של העברת המוליכים העצביים באזורי ההיפוקמפוס שהושפעו על ידי הטומוזין. הם גילו ירידה בפעילות, התואמת את פעולתו המעכבת של החלבון, ומספקת הסבר פיזיולוגי לתופעות ההתנהגותיות והקוגניטיביות שנצפו קודם לכן.                         

"לתוצאות המחקר יש השלכות רבות," אומר פרופ' אורי אשרי, ממובילי המחקר. "בהיבט המחקרי, הן מסייעות לחוקרי המוח ללמוד על חשיבותו של ההיפוקמפוס לתהליכי זיכרון ולמידה, ושופכות אור על ביצוע מטלות התנהגותיות על ידי עכברים. בהיבט היישומי הן עוזרות לנו להבין כיצד נפגע התפקוד המוחי בעקבות מחלות או זקנה, ומרמזות כי ייתכן ועלייה ברמות ביטוי החלבון טומוזין בהיפוקמפוס קשורה למחלות דגנרטיביות כמו אלצהיימר. יתרה מכך: בעתיד עשויים הממצאים לקדם טיפולים למחלות הקשורות לתפקוד המוח, כמו אלצהיימר ופרקינסון. הטכניקה בה השתמשנו כדי לבטא חלבון באופן נקודתי במוח, עשויה לשמש לביצוע מניפולציות בנקודות ספציפיות במוח, כדי לשפר את מצבם של החולים".

החוקרים ממשיכים במחקריהם ועומלים על איתור מולקולות נוספות המשנות את פעילותן במוח בעת מחלת אלצהיימר, ובוחנים את ההשפעות שיש להזרקת המולקולות הללו להיפוקמפוס על התפתחות המחלה.