נחשפו לראשונה מבני החלבון המרכזי בשלבי פרקינסון מוקדמים

חוקרים מהאוניברסיטה העברית ומאוניברסיטת Penn State בארה"ב חשפו לראשונה את המבנים של החלבון המרכזי בשלביה המוקדמים של מחלת הפרקינסון. הממצאים עשויים לעזור בפיתוח תרופות שיסייעו להאט את קצב המחלה ואולי אף למנוע אותה.

מחלת הפרקינסון, הפוגעת ביותר מעשרה מיליון אנשים ברחבי העולם, היא המחלה הניוונית של מערכת העצבים השנייה בשכיחותה אחרי מחלת האלצהיימר. המחלה מתחילה את התפתחותה בתאי העצב שבגזע המוח ומתאפיינת בפגיעה הדרגתית ביכולת התנועה של הגוף כמו רעידה, נוקשות שרירים והפרעות בשיווי המשקל.

הנוירונים הפגועים אצל חולי פרקינסון מאופיינים בהופעתם של צברים מיקרוסקופיים הנקראים גופיפי לואי, שמסוגלים להוביל לפגיעה בתפקוד של תא העצב. גופיפים אלה מכילים סיבים מסודרים ויציבים להפליא המורכבים מן החלבון אלפא-סינוקלאין, אשר תפקידו במוח של אדם בריא הוא תמיכה בהעברת שקיקים של דופמין לאורך קצוות תאי העצב. כשחלבון זה איננו נמצא באינטראקציה עם מרכיבים תוך תאיים אחרים, הוא חסר מבנה תלת ממדי מסודר ומוגדר. למעשה, חלבון חופשי שכזה מסוגל להתקפל לכדי מבנים שונים בלתי יציבים, העוברים שינויי מבנה מהירים מאוד (מיקרו-שניות ואף מהר מזה).

החלבון אלפא-סינוקלאין פעיל ביולוגית כשהוא מקופל למבנה ספציפי, אך בעוד במצבים מסוימים מבנהו יתרום לפעילות פיזיולוגית תקינה, במצבים אחרים מבנהו יתמוך בפעילות מעודדת פתולוגיה. במחקר חדש שפורסם בכתב העת Structure התגלה המנגנון שמאפשר לחלבון אלפא-סינוקלאין לשנות מבנים בין כאלה שתומכים בפעילותו הפיזיולוגית התקינה לבין כאלה שמאתחלים הפרעות בפעילות הגוף ומובילים למחלת הפרקינסון.

במסגרת מחקר זה שילבו החוקרים שיטות ביופיזיקליות מתקדמות ואפיינו את המבנים השונים של אלפא-סינוקלאין החופשי.

לאחר ניתוח הנתונים, צוותו של ד"ר איתן לרנר ממכון סילברמן למדעי החיים באוניברסיטה העברית הראה, באמצעות שימוש בשיטות ספקטרוסקופיות מתקדמות, שבאופן מפתיע חלקים ממבנים אלה שומרים על מבנה יציב לזמנים של עשרות עד מאות מילישניות. ד"ר לרנר מסביר: "זהו זמן איטי מספיק המאפשר למבנים מקומיים בתוך אלפא-סינוקלאין לתמוך בפונקציות השונות של החלבון, בין אם בנתיב הפעילות התקין או בנתיב הניווני".

באמצעות מבנים אלה של חלבון האלפא-סינוקלאין החופשי, והעובדה שחלקם למעשה מהווים את השלבים המקדימים פעילות ידועה, בין אם תקינה פיזיולוגית, או שמעודדת פתולוגיה, יהיה ניתן לפתח מולקולות קטנות שייקשרו ספציפית למבנה החלבון במצבו המעודד ניוון, ויעכבו יצירת סיבים שלו, או לחלופין כאלה שייקשרו ספציפית למבנה החלבון במצבו המעודד פעילות תקינה וייצבו מבנה זה.

לדברי סופיה זאער, סטודנטית במעבדתו של ד"ר לרנר, "מדובר בחלבון שעלול להביא למצב ההופכי מהמצופה, והמטרה העיקרית שלנו כעת היא ללמוד כיצד לנתב את פעילותו לכיוון הפיזיולוגי התקין".

ד"ר לרנר: "מחקר זה מהווה צוהר לגישה חדשה של פיתוח תרופות למחלת הפרקינסון. השאיפה שלנו היא להמשיך בחקר הביוכימי של השלבים המוקדמים במחלת הפרקינסון, לנסות לפתח תרופות שיאפשרו לשפר את התפקוד הנוירו-פיזיולוגי, ולהאט או לעצור את התפתחות המחלה".

המחקר נערך בשיתוף פז דרורי, ג'ואנה זאמל, חליל ג'ורון וד"ר ניר קליסמן מהאוניברסיטה העברית בירושלים, ונתמך על ידי המכונים הלאומיים לבריאות של ארה"ב (NIH), קרן פאסן (Passan), הקרן הישראלית למדע וקרן מילנר.