כיוון חדש בחקר מחלת פרקינסון: תפקידה של המטריצה החוץ תאית

מחקר חדש של אוניברסיטת חיפה מצא לראשונה קשר בין מחלת הפרקינסון למטריצה החוץ תאית (extracellular matrix) במוח. המחקר פורסם לאחרונה בכתב העת NPJ Parkinson's disease. עד היום, רוב המחקרים הקשורים לחקר פרקינסון התמקדו בתאים ובקשרים בין הנוירונים. "תוצאות המחקר שלנו מצאו שינויים במטריצה החוץ תאית שאינה מוקד למחקר במחלת הפרקינסון", אמרה פרופ' שני שטרן, עורכת המחקר.

מהמחקר עלה כי גם בקרב חולי פרקינסון עם רקע גנטי וגם בקרב חולי פרקינסון שמקור מחלתם אקראי, נמצאו עדויות לשינויים בביטוי של גנים שמקודדים חלבונים של המטריצה החוץ תאית.

"כדי להבין יותר לעומק את מחלת הפרקינסון ולהתקדם בתהליכים למציאת תרופה למחלה, חייבים לתת את הדעת על השינויים שקורים במטריצה החוץ תאית", אמרה פרופ' שטרן.

מטריצה חוץ-תאית (extracellular matrix) היא החלק ברקמות שמקיף את התאים ומספק להם תמיכה מבנית. מעבר לפונקציה המבנית של המטריצה היא משמשת להפרדת רקמות זו מזו ובקרה על תקשורת בין-תאית.

לדברי פרופ' שטרן, בשנים האחרונות מחקרים גילו כי מעבר לתמיכה המבנית יש למטריצה החוץ-תאית גם תפקידים פיזיולוגים שונים ותפקידים ביצירת והריסת סינפסות בין התאים, התפתחות הסינפסות ופלסטיות הסינפסות. המטריצה החוץ תאית היא אחד מבין שלושה חלקים נוספים של הסינפסה: הנוירון הפרה-סינפטי, הנוירון הפוסט-סינפטי ותאי הגליה. ולכן היום נהוג לדבר על tetra-partite synapse.

אחת הבעיות המרכזיות בחקר מחלת הפרקינסון היא שרק כ-15% ממקרי המחלה הם מגורמים גנטיים ידועים ואילו 85% מהמקרים האחרים הם מקרים אקראיים ומכאן האפשרות ליצור מודל של המחלה בחיות אפשרית רק עבור אותם 15% ממקרי הפרקינסון.

המחקר שהובילה פרופ' שטרן, מחוג סגול לנוירוביולוגיה, נערך בשיתוף מכון סאלק בסן דייגו, אוניברסיטת ארלנגן בגרמניה ואוניברסיטת UCL בלונדון. במחקר נעשה תכנות מחדש של תאים לתאי גזע, שבו מתוכנתים תאים של חולים בפרקינסון לתאי גזע ובהמשך ממוינים לנוירונים דופמינרגיים הנושאים את המטען הגנטי של האדם ממנו נלקחו.

החוקרים השתמשו בדגימות של תאי עור שנלקחו מעשרה חולים, חלקם סובלים ממחלת פרקינסון על רקע גנטי בעלי מוטציה בגן GBA1 שקשור למחלת גושה. חולי גושה נושאים מוטציה בשני העתקים של הגן GBA1 וכשיש לאדם עותק אחד עם המוטציה, גדל הסיכון שלו לפתח פרקינסון. יתר המשתתפים במחקר היו חולי פרקינסון אקראיים שאצלם לא ידוע על שינויים או מוטציות גנטיות.

"ידוע כי מוטציות של הגן GBA1 אחראיות למחלות אגירה דוגמת גושה וכמו כן נחשבות כיום לגורם הסיכון השכיח ביותר לפרקינסון", מסבירה פרופ' שטרן.

תאי העור "שוחזרו" לתאי גזע שאותם מיינו לתאים דופמינרגיים, כך שהתאים הללו עבור כל אחד ממשתפי המחקר נשאו אותו מטען גנטי. אותו תהליך בוצע גם באנשים בריאים ששימשו כקבוצת ביקורת.

מהממצאים עלה כי גם בקרב חולי הפרקינסון בעלי מוטציה ב-GBA1 וגם בקרב חולי פרקינסון שמקור מחלתם אקראי נמצאו עדויות לשינויים בביטוי של גנים רבים שמקודדים חלבונים של המטריצה החוץ תאית. כך למשל, נמצא כי יש פחות mRNA ופחות חלבונים שבונים את המטריצה החוץ תאית בתאים שנוצרו מחולי פרקינסון לעומת אלה שנוצרו מאנשים בריאים.

עוד מצאו החוקרים לראשונה שחלבון קולגן 4, שמהווה חלק חשוב בבניית המטריצה החוץ תאית, עובר גם הוא אגרגציה אצל החולים במחלת פרקינסון, אולם לא אצל אנשים בריאים. "השינויים מופיעים באותו זמן במהלך ההתמיינות שבו אנו רואים ירידה בפעילות הסינפטית של הנוירונים שנוצרו מחולי פרקינסון ובירידה ביכולת שלהם להעביר מסרים עצביים לתאים אחרים", סיכמה פרופ' שטרן.