פריחה מחקרית בתחום ההזדקנות והמוח

האם ניתן להחזיר לאחור את תהליך ההזדקנות? מחקר חדש חקר על תהליך ההזדקנות במטרה לחפש פתרון לפגיעה ביכולות שלנו שנפגעות עם הגיל.-איילה זאבי יא4

כולנו יודעים שככל שאנחנו מתבגרים הזיכרון ויכולת הלמידה שלנו נפגעים. מחקר חדש מצא מקור מוחי לפגיעה בתפקודים אלו ופתרון לבעיה. המוח שלנו מוגן על ידי מגן שנקרא "מחסום דם מוח", מחסום זה הוא מעין ממברנה שאחראית על אילו מולקולות יחצו את המחסום ויגיעו למוח. רק מולקולות מסוימות, הנחוצות לתפקוד התקין של המוח מורשות לעבור מחסום זה. כשאנחנו מתבגרים, נוצרת בעיה במחסום- הוא "דולף" ובכך מולקולות שלא אמורות לעבור את המחסום, יכולות לעבור אותו.

כשאנחנו צעירים, מחסום הדם-מוח שלנו שלם. בסביבות אמצע החיים, מתחילים לראות ראיות ראשונות לשחיקה: אצל אחוז קטן מהאנשים מתחילים להופיע חלבונים שלא אמורים לעבור את המחסום, באזור במוח שנקרא היפוקמפוס. זאת אומרת שהחלבונים האלה עברו את המחסום, מה שאומר שמתחילה דליפה במחסום. ההיפוקמפוס הוא אזור במוח שלנו אשר חיוני לתהליכים של זיכרון, למידה וכן התמצאות במרחב. צורתו במוח היא מבנה מעוקם הדומה לפרסת סוס, וכך הוא קיבל את שמו- היפוקמפוס ביוונית זה פרסת סוס. נזק להיפוקמפוס יכול להפחית את היכולת שלנו ללמוד דברים חדשים או להיזכר בדברים שלמדנו קודם לכן.

ידוע שפגיעה במחסום דם מוח (כתוצאה מפגיעה מוחית למשל) גורמת לכניסת חלבון שנמצא בדם הנקרא אלבומין, ובאופן תקין לא אמור להימצא בדם. בעקבות הפגיעה, הוא "דולף" למוח. אז למה זה רע שאלבומין נכנס למוח? אלבומין נקשר לקולטנים על תאים מסוימים במוח, במחקר הזה חקרו על תאים הנקראים אסטרוציטים. תאים אלו מהווים חלק חשוב ממחסום דם מוח ומסייעים בבחירת המולקולות שיכולות לחצות מהדם אל המוח. יש להם גם תפקיד חשוב בתגובה לפגיעה שנובעת מנזק למחסום דם מוח: כאשר קולטן על האסטרוציט מופעל, האסטרוציט משחרר אות כימי שגורם לדלקת באזור שסביבו. תגובה דלקתית אמנם מסייעת למוח להחלים, אך דלקת ארוכת טווח או לא הכרחית שנגרמת על ידי אסטרוציטים יכולה לפגוע בתפקוד התקין של המוח. כאשר האלבומין נכנס למוח, הוא מפעיל את הקולטן על האסטרוציט ומתחילה תגובה דלקתית שעלולה לגרום לנזק במוח.

במחקר, נערך ניסוי: המטרה הייתה "לחתוך" את הגנים בדנ"א של עכברים המקודדים לקולטן הזה. למעשה, החוקרים מחקו את הקולטנים האלה בתאים של העכברים ובכך חסמו את האפשרות של היווצרות התגובה הדלקתית. כעת, החוקרים יכולים לבדוק את יכולות הזיכרון והלמידה של העכברים שעברו שינוי גנטי ובכך לראות האם הדלקת היא המקור לבעיה.

החוקרים החליטו לבדוק את יכולות העכברים במבחן שנקרא "מבוך המים של מוריס". במבחן זה, העכברים ממוקמים בבריכה שבה יש פלטפורמה מוסתרת. עכברים יכולים לשחות, אך הם רוצים להישאר יבשים ולכן הם ינסו לחפש פלטפורמה לעמוד עליה. החוקרים בדקו כמה זמן לוקח לעכברים ללמוד היכן ממוקמת הפלטפורמה. לאחר מכן, החוקרים בדקו אם העכברים זוכרים בימים הבאים את המיקום שלה- בכך החוקרים יכולים לבדוק את יכולות הלמידה והזיכרון של העכברים. החוקרים הפכו את המבוך ליותר מורכב וערבבו צבע לבן במים כך שהעכברים לא יכולים לראות בדיוק איפה נמצאת הפלטפורמה. במקום, הם צריכים להשתמש בארבע צורות צבעוניות על קירות הבריכה כדי לשנן את מיקום הפלטפורמה. אחרי הרבה ימים שבהם העכבר רואה היכן נמצאת הפלטפורמה, אם יש לו מוח בריא הוא מסוגל למצוא את הפלטפורמה המוסתרת בהתבסס על אותו העיקרון. זהו למעשה מבחן של היגיון מרחבי. כאן אחראי ההיפוקמפוס, שהתפרקות של מחסום דם מוח גורמת לנזק הרב ביותר באזור הזה. ההיפוקמפוס אחראי על היגיון מרחבי וגם על יכולות למידה, שתי יכולות שלרוב נחלשות בהזדקנות.

כדי להכין את העכברים לניסוי החוקרים חילקו אותם לשתי קבוצות: קבוצת הניסוי, בה העכברים עברו עריכה גנטית בה "חתכו" להם את הגנים לאותם קולטנים (כך לא יוכל להיקשר אלבומין ולא תוכל להיווצר תגובה דלקתית שתפגע במוח). הקבוצה השנייה הייתה קבוצת הביקורת, קבוצה של עכברים שלא עברה עריכה גנטית וקיימים אצלה הקולטנים. העכברים בניסוי היו צעירים, מחסום דם מוח שלהם היה תקין ולכן לא היה להם אלבומין במוח והחוקרים נאלצו להחדיר להם אלבומין בדרך מלאכותית. החוקרים השתילו משאבה ששאבה מהדם של העכברים אלבומין לתוך המוח שלהם. לאחר שהעכברים היו מוכנים, הם עברו את מבחן מבוך המים של מוריס.

התוצאות היו משמעותיות, בקבוצת הביקורת התגלו תסמינים של הזדקנות כמו אובדן זיכרון ופעילות מוחית חריגה. לעומת זאת, קבוצת הניסוי גילו יכולות טובות מאוד של למידה וזיכרון. התוצאות הללו מעידות על כך שחסימת הקולטנים האלה יכולה לטפל בנזק שנגרם למוח על ידי אלבומין.

התוצאות אמנם מצביעות על כך שזהו טיפול יעיל ובאמצעות עריכת גנים שבה חותכים את הגנים לקולטנים אנחנו יכולים למנוע תהליכים של הזדקנות, אך זהו רק מחקר התחלתי. אנחנו לא יכולים כיום לבצע עריכה גנטית שכזאת על בני אדם, ביצוע שינוי גנטי שכזה הוא קשה וגם לא אתי מכיוון שאין לנו דרך לדעת מה יהיו כל ההשפעות של ההליך. לכן, החוקרים החליטו לחפש אחר תרופה שיהיה לה אפקט דומה, התרופה היא מולקולה קטנה שנקשרת לקולטן ומונעת ממנו להיות מופעל. כדי שהקולטן יופעל הוא צריך שמשהו ייקשר אליו (כמו שהאלבומין נקשר אליו), התרופה למעשה נקשרת לקולטן אבל לא מפעילה אותו ורק חוסמת אותו, חוסמת את האלבומין מלהקשר לקולטן. בדרך זו, כאשר האלבומין יחדור למוח בנוכחות התרופה, הוא לא יוכל להיקשר לאסטרוציט ולא תתחיל תגובה דלקתית.

החוקרים החליטו לבדוק את יעילות התרופה באמצעות מבחן הנקרא מבוך T. במבחן זה, העכברים ממוקמים במבוך בצורת האות T, והעכברים בוחרים לאן ללכת. עכברים הם חיות סקרניות מטיבען וכדי למקסם את החקירה שלהם לאחר שהם בוחרים ללכת לצד אחד במבוך, בפעם הבאה סביר מאוד להניח שהם יבחרו ללכת לצד השני. עכברים מבוגרים שסובלים מאובדן זיכרון נוטים לשכוח איזה צד הם כבר חקרו, ולכן פעמים רבות הם יבחרו ללכת לאותו צד הרבה פעמים ברציפות. כמו במבחן הקודם, גם מבחן זה בוחן זיכרון והיגיון מרחבי- מה שמספק הערכה טובה לתפקוד של ההיפוקמפוס. בניסוי החוקרים לקחו שתי קבוצות של עכברים מבוגרים: קבוצת הניסוי, בה העכברים טופלו בתרופה וקבוצת הבקרה בה העכברים לא טופלו בתרופה. תוצאות הניסוי היו שלקבוצת הניסו היו ביצועים טובים יותר מקבוצת הבקרה. תוצאות אלה מעידות על כך שחסימת הקולטן משחזרת את הזיכרון של העכברים ומאפשרת להם לפתור את המבוך כמו עכברים צעירים.

מטרת החוקרים היא להמשיך ולסגור את הפער בין עכברים לבני אדם, הם שואפים לכך שאצל בני אדם יקרה אותו הדבר כפי שקרה אצל העכברים. אך, תהליך זה יכול להיות ארוך ומורכב. החוקרים מצאו שתי דרכים בכדי למנוע את הפעלת הקולטנים: באמצעות תרופה החוסמת אותם וגם באמצעות עריכה גנטית. החוקרים עדיין לא יודעים אם לתרופה שלהם יש תופעות לוואי לא רצויות והם שואפים לחקור ולגלות עוד על התרופה. תהליך ההזדקנות הוא תהליך טבעי והשאלה האם ניתן להאט או אפילו להחזיר לאחור אותו היא שאלה גדולה, והמחקר הזה היווה פריחה חדשנית בתחום הזה.