בין השרירים לשלד
חוקרים גילו כי בעכברים חסרי חלבון שאחראי על התכווצות שרירים, התפתח איחוי בין חוליות עמוד השדרה, מה שעלול להוביל לעקמת ולמחלות אורתופדיות נוספות
מומחה בכירורגיה אורתופדית, מנתח עמוד שדרה בבית החולים אסותא אשדוד וחוקר מערכת השריר והשלד ומחלות עמוד השדרה (ובעיקר עקמת) במכון ויצמן למדע
החיים עצמם:
ד”ר רונן בלכר, נשוי + שלושה, מתגורר בכפר אביב. בזמנו הפנוי אוהב לשחות, להאזין למוזיקה ולטייל עם משפחתו.
שרירי השלד מניעים את הגוף, מאפשרים לו להתייצב, מגנים על השלד ואיברים פנימיים ומסייעים בספיגת זעזועים הנובעים מתנועות הגוף. בתוכם קיים חוש חישת המרחב (החוש השישי / פרופריוספציה), שמכיל חיישנים או קולטנים שחשים את מידת התכווצות השריר ומהירותה ומתקשרים עם שרירים נוספים ועם המוח. כך נוצרת פעילות עצבית מורכבת שתוצאתה איזון עדין ומבוקר בין שרירים רבים בגוף; המוח מקבל מידע מכל החיישנים הללו בקביעות וכך מחשב את רמת המתיחה של השרירים, יודע היכן נמצא כל אחד מחלקי הגוף ומסייע לשמור על שיווי המשקל בכל רגע נתון.
מה השאלה?
כיצד הפרעה בחלבון שרירי עשויה לפגוע במבנה העצמות?
“חוש חישת המרחב פחות מוכר מהחושים האחרים ובשנים האחרונות המידע עליו הולך ומצטבר. כיום אנו יודעים שהוא זה שמאפשר לנו לנוע תוך תיאום מלא בין כל קבוצות השרירים ולדעת היכן נמצא הגוף במרחב”, מסביר ד”ר רונן בלכר, מומחה בכירורגיה אורתופדית, מנתח עמוד שדרה בבית החולים אסותא אשדוד וחוקר מערכת השריר והשלד ומחלות עמוד השדרה (ובעיקר עקמת) במכון ויצמן למדע. במסגרת הדוקטורט שלו במכון ויצמן, בחן ד”ר בלכר עכברים שחוש חישת המרחב שלהם נפגע וגילה כי נגרמה להם עקמת הדומה לזו האנושית. כלומר, הוא גילה כי מערכת השריר היא האחראית העיקרית להתפתחות עקמת – מחלה שבה החוליות סוטות הצדה מקו האמצע ויוצרות עיוות במבנה עמוד השדרה הגורם להטייתו.
כיום, במסגרת פעילותו במעבדה של פרופ’ אלי זלצר במחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן, ממשיך ד”ר בלכר לחקור כיצד נוצרות מחלות שריר-שלד, שהעיקרית שבהן היא עקמת. באחד ממחקריהם האחרונים, שזכו במענק מהקרן הלאומית למדע, ריצפו ד”ר בלכר וצוותו את החיישנים של חוש חישת המרחב כדי להבין כיצד הם פועלים. כך גילו כמה גורמים שמבקרים את פעילותם, בהם 1 TNNT– אחד מחלבוני השריר שאחראיים על התכווצותו, הידוע כמעורב במחלות שריר-שלד ובהן עקמת. “חלבון זה כפי הנראה ממלא תפקיד בבקרת החיישנים וכאשר פגענו בו בעכברים – התפתחו אצלם מחלות אורתופדיות כגון עקמת”, מסביר ד”ר בלכר.
מטרת מחקרם האחרון של החוקרים הייתה לבדוק כיצד המחסור בחלבון משפיע על מערכת השלד ועל התפתחות מחלות אורתופדיות כגון עקמת, באיזה מנגנון. לדברי ד”ר בלכר, “ביקשנו לבדוק כיצד הפרעה בחלבון השרירי הזה עשויה לשנות את מבנה העצמות. שלד שמתעוות בשל הפרעה שרירית – זה החידוש”.
לשם כך בחנו החוקרים עכברים בוגרים (בני שלושה חודשים) שהחלבון 1 TNNT הוחסר אצלם באמצעות הנדסה גנטית, וגילו כי חוליות עמוד השדרה שלהם התחברו במקום שיהיו מופרדות בדיסק (רקמת הסחוס שנמצאת בין כל שתי חוליות). “סרקנו את עמוד השדרה של העכברים ב-CT והממצא העיקרי היה איחוי בין החוליות. בנוסף הייתה להם עקמת קלה. עקב כך ביקשנו לדעת מתי מופיע האיחוי, באיזה גיל, האם מדובר בפגם התפתחותי מוקדם או מאוחר, אילו חוליות הוא כולל, ומה המנגנון המולקולרי שעומד מאחוריו? מדובר בשינוי מבני משמעותי שיכול להוביל לעקמת ולמחלות אורתופדיות נוספות, שמקורן לא ידוע במלואו, כגון דלקת חוליות מקשחת. מדובר במחלות נפוצות שגורמות לתחלואה משמעותית באוכלוסייה – כגון עיוות של עמוד השדרה, כאבים והגבלה בתנועה”, מסביר ד”ר בלכר.
לאחר מכן ביצעו החוקרים CT לעכברים נוספים שחסרו את החלבון – מגיל לידה ועד שלושה חודשים – והרקמות שבהן הופיע האיחוי נחתכו לפרוסות ועברו צביעה המאפשרת לצפות בהן תחת מיקרוסקופ אור (חתכים היסטולוגיים). זאת כדי להבין את השתלשלות האירועים שמובילה לאיחוי ולגלות את המשתנים האנטומיים (כגון דיסקים וחוליות) שמעורבים בו.
עד כה גילו החוקרים כי האיחוי מופיע בגיל צעיר והלאה, כלומר הוא לא מולד אלא נרכש. “גילינו כי כדי שעמוד השדרה יתפתח כראוי בחיים המוקדמים והבוגרים, נדרשת מערכת שריר מתפקדת. מבנה עמוד השדרה תלוי בתפקוד השרירים שסביבו ובחיישניהם. כלומר אנו מתחילים להבין כי ייתכן שמקור האיחוי הוא דווקא במערכת השריר ולא בחוליות, שחוסר תפקוד שרירי משפיע על צורת השלד, במקרה הזה של עמוד השדרה. מה שבטוח הוא שקיים קשר בין שתי המערכות, שריר ושלד”, מסביר ד”ר בלכר.
כיום ממשיכים החוקרים לבצע לעכברים CT של עמוד השדרה כל 48-24 שעות ובקרוב יחלו לחקור מהו חלון הזמנים המדויק שבו מופיע האיחוי ומה המנגנון המולקולרי שמוביל אליו. לדברי ד”ר בלכר, “אם נדע שהיעדר 1 TNNTמוביל לאיחוי ביום מסוים, באותו היום נבצע אנליזה היסטולוגית לדגימות. כך אנחנו מקווים לגלות מהו המנגנון המולקולרי שבו מערכת השריר משפיעה כה משמעותית על מערכת השלד. זה מעניין מבחינה מדעית וקלינית: ברגע שנבסס את הקשר בין היעדר החלבון השרירי להופעת האיחוי בין החוליות – נוכל לבחון זאת במטופלים; איחוי הוא כאמור הפרעה אורתופדית נפוצה, והניסיון להבין כיצד הוא נוצר בשל בעיה בחלבון, ואת המנגנון המולקולרי שעומד מאחוריו, יכול לסייע לטיפול בו ואף לאבחון מוקדם ומניעה (למשל אצל בעלי רקע משפחתי של מחסור בחלבון), בדומה למחלות אחרות”.