פרסינילין – החלבון הקשור למחלת אלצהיימר

מחלת אלצהיימר היא מחלה של מערכת העצבים המרכזית. זוהי מחלה ניוונית המתפתחת בהדרגתיות, גורמת לדמנציה ומתרחשת כתוצאה משקיעה של חלבוני בטא-עמילואיד ברקמת המוח. אנזימים במוח גורמים לפירוק חלבונים אלה ומותירים חלקיקים מסוג Aβ המתחברים לגושים מסוכנים למוח ונקראים פלאקים עמילואידיים.

כמו כן, במחלת האלצהיימר שלד האקסונים מתפורר ונוצרים גושים סיביים. תופעה זו פוגעת בקשרים שבין תאי העצב וגורמת למותם של הנוירונים. מחסור בנוירונים מוביל לפגיעה קוגניטיבית משמעותית המאפיינת את מחלת האלצהיימר.

מחקרים גנטיים ראשוניים הדגישו את חשיבותו של החלבון פרסנילין. מחקרים אחרים נועדו לחקור את תפקודו של חלבון זה ותיארו את תפקודו המרכזי במחלת האלצהיימר.

ברוב המקרים הסיבה למחלה אינה ברורה אולם ב-5 אחוזים מהמקרים נמצא קשר משפחתי הנגרם על ידי מוטציה גנטית.

מחקרים גנטיים הראו כי ארבעה גנים נקשרים להופעת המחלה: חלבון מקדמים לעמילואיד-β (APP) הנמצא על כרומוזום 21, חלבון הפרסנילין מסוג 1 או 2 ואפוליפופרוטאין. עם זאת, המנגנון הבסיסי למחלה נותר חמקמק והגורמים למחלה עדיין נחקרים.

אילו תוצאות עשוי להניב המחקר החדש?

ד"ר מאיה שולדינר יחד עם ד"ר שי פוקס במחלקת גנטיקה מולקולרית של מכון ויצמן עובדים בשיתוף עם ד"ר מריוס למברג ורופא מאוניברסיטת היידלברג, חקרו את חלבון הפרסינילין בעל המוטציה. כדי לחקור את המנגנון של חלבון זה, החוקרים בחנו את החלבון הקודם של הפרסינילין שזוהה כחלבון Ypf1. כאשר החוקרים הסירו את Ypf1 מתאי השמרים, התוצאה הייתה כמויות גדולות של חלבון שתפקידו להעביר אבץ שהיא מתכת חיונית לתא, לתוך התא. רק סוג אחד של חלבון (משאבה) שמעביר את האבץ מתוך שניים, הושפע מן השינוי שביצעו החוקרים במכוון.

החוקרים הסיקו מתוך כך כי תפקידו של ה-ypf1 הוא לפרק את אחת מסוגי המשאבות שאחראיות על העברת האבץ לפנים התא.

החוקרים הבינו כי המחקר מתבסס על מעקב אחר שתי משאבות שתוארו בעבר על ידי פרופ נעמה ברקאי, חוקרת במכון ויצמן ברחובות.

המשאבות בעלות הזיקה הנמוכה לאבץ לא יכולות להועיל באותה מידה כמו המשאבות בעלות הזיקה הגבוהה, אולם הן נמצאו רגישות לשינויים המתעוררים בחומרים העוברים לתא ומפעילות את המשאבות בעלות הזיקה הגבוהה.

ממצאי המחקר

החוקרים הגיעו לתוצאות חדשות בדבר תפקידם של חלבונים הקשורים לפרסינילין בשמרים וחקרו את המנגנון האחראי על וויסות אספקת החומרים התזונתית לתא: חלבון הנקרא פרוטאז Ypf1.

חלבון זה מווסת את מעבר וספיגת חומרים מהסביבה של התא. בבני אדם, גן פרסינילין 1, כאשר נמצאת בו מוטציה, הוא אחד הגורמים המובילים למחלת אלצהיימר. תוצאות אלה פורסמו בכתב העת המדעי cell molecular בשיתוף פעולה עם של ברחובות, מינכן ופרייבורג.

כאשר צוותה של ד"ר למברג התחיל את עבודתו היה ידוע כי Ypf1 שייך לפרוטאזות של קרום התא. פרוטאזות אלו הן אנזימים שמסוגלים להפריד בין חלקים במעטפת התא. עם זאת, התפקיד של Ypf1 לא הוסבר לחלוטין.

לדברי החוקרים התפקיד של פרוטאזות כמו Ypf1 המשמשים בתהליכים החיוניים לתא הם תחום מחקר חשוב שיש להמשיכו. במהלך הניסויים החוקרים ציינו כי בהעדר פרוטאז Ypf1, למשאבת בעלת זיקה חזקה לאבץ מצטברים חלקיקים בודדים בקרום התא. פרוטאז Ypf1 גם מאפשר לתאי השמרים שנחקרו להגיב כאשר אספקה ​​של חומרים מזינים פוחתת.

תובנות חדשות אלה מהוות בסיס להבנה ברמה המולקולרית כיצד תאים שולטים בהרכב של מעטפת התא. המדענים מקווים שבמאצעות המחקר ומחקרים זהים יצליחו להסיק מסקנות כמו מקורן של מחלות אנושיות והתפתחות של מחלת אלצהיימר בפרט.