הנטינגטון, אלצהיימר, ALS ומחלות ניווניות אחרות של מערכת העצבים חולקות מאפיין משותף: כולן מתאפיינות בחלבונים (שונים לכל מחלה) המתקבצים בנוירונים בתוך המוח ומערכת העצבים. כעת, מדענים בטכניון גילו שלתאים יש את המנגנונים לנקות את צברי החלבונים האלה (אגרגטים), אך הם לא מצליחים להפעיל אותם.
המחקר בוצע על ידי חוקרים מהטכניון בהובלת פרופסור רעות שלגי, ופורסם לאחרונה בכתב העת Nature Communications.
במהלך סינתזת חלבונים, אבני הבניין והיחידות התפקוד של הגוף שלנו, חומצות אמינו נקשרות יחד בשרשרת ליניארית. שרשרת חומצות אמינו זו עוברת לאחר מכן קיפול כדי לקבל מבנה תלת מימדי, ויוצרת חלבון פעיל ביולוגית. תצורה תלת מימדית זו חיונית כדי שהחלבון יבצע את תפקידו הביולוגי.
חלבוני סוכך (chaperone) המיוצרים על ידי התאים מסייעים בקיפול תקין של חלבונים אחרים. חלבוני סוכך יכולים גם להקל על קיפול מחדש או פירוק של חלבונים שלא מקופלים בצורה שגויה ולמנוע הצטברות של חלבונים. פונקציה זו של חלבוני סוכך היא קריטית, שכן קיפול שגוי של חלבון והצטברות יכולים להזיק לתאים.
מחלות ניווניות של עצבים, כגון מחלת אלצהיימר, מחלת הנטינגטון ו-ALS, מאופיינות ביצירת אגרגטים של חלבונים ספציפיים. לדוגמה, היווצרות אגרגטים של חלבון 'האנטינגטין' היא סימן היכר מהימן של מחלת הנטינגטון, בעוד ש-ALS מתאפיין באגרגטים של מספר חלבונים, כולל FUS ו-TDP-43.
אגרגטים נוצרים כאשר חלבונים מסוימים נוצרים בצורה לא נכונה. במקום לבצע את הפונקציה שהם היו אמורים לבצע, הם מתחברים זה לזה, ויוצרים אשכולות גדולים שלא רק שהם חסרי תועלת, אלא גם משבשים את הפונקציונליות הרגילה של התאים.
במסגרת המחקר, החוקרים בדקו כיצד התאים מגיבים לאגרגטים המצטברים בתוכם ואלו גנים מופעלים בתאים כאלה. בתגובה ללחץ, תאים מפעילים חלבוני סוכך ספציפיים בניסיון לתקן או להסיר חלבונים שמקופלים בצורה שגויה. במחקר נבדק אילו חלבוני סוכך דרושים לפתור את הבעיה ואלו חלבוני סוכך הופעלו, שכן ה-DNA האנושי מקודד להרבה מאוד חלבוני סוכך שונים.
במחקר נבדקו 66 חלבוני סוכך שונים בתאים עם אגרגטים של חלבון הנטינגטון או ALS. נמצא שיש חלבוני סוכך שרק מחמירים את המצב. אבל באופן מפתיע למדי, הם מצאו גם חלבוני סוכך שיכולים לחסל את האגרגטים, ולרפא את התא. במלים אחרות, הכלים לריפוי המחלה כבר נמצאים בתוכנו, מקודדים על ידי ה-DNA שלנו!
מדוע אם כן, אם חלבוני הסוכך הדרושים קיימים, הם אינם מרפאים תאי חולים לפני שהנוירונים מתנוונים? לטענת פרופ' שלגי, לא מספיק שהכלים קיימים בארגז הכלים של התא. התא צריך להבין שיש בעיה, ואז הוא צריך לדעת באילו מהכלים הרבים העומדים לרשותו הוא צריך להשתמש כדי לפתור את הבעיה.
החוקרים גילו שכאן טמון צוואר הבקבוק. בתאים עם אגרגטים של חלבונים הקשורים להנטינגטון, התאים הבינו שיש בעיה, והפעילו כמה חלבוני סוכך כתגובה ללחץ, אך לא את החלבונים הנכונים. התאים לא ידעו מה גורם ללחץ, או מה עליהם לעשות כדי לתקן את המצב. עם אגרגטים הקשורים ל-ALS, המצב היה גרוע עוד יותר: התאים לא הבינו שהם צריכים להפעיל חלבוני סוכך ולא הראו שום סימני לחץ.
לפי החוקרים, כיוון שהתא הוא מערכת מסובכת, הוא לא תמיד מבין שיש בעיה או יודע איך לפתור אותה, גם כאשר יש לו למעשה את הכלים לעשות זאת. החדשות הטובות הן שכיוון שהיכולת קיימת, ייתכן שניתן יהיה לפתח טיפולים עתידיים כדי להפעיל אותה ולהשתמש בכלים של הגוף עצמו כדי לרפא את המחלות הנוירודגנרטיביות הקשות האלו.
