ריפוי גני בתאי המטרה
חוקרים פיתחו ריפוי גני נוגד חמצון, המבוסס על נגיפים - לחולדות עם אפילפסיה - ומנעו או הפחיתו את פרכוסיהן
האוניברסיטה העברית|בית הספר לרוקחות
החיים עצמם:
ד"ר תאופיק שיח' אחמד, נשוי לנור + שניים. ב-20 השנים האחרונות התגורר בירושלים ובקרוב עובר לחיפה.
אפילפסיה היא אחת המחלות הנוירולוגיות השכיחות בעולם. היא מאופיינת בהתקפים אפילפטיים (ובהם פרכוסים) חוזרים, הנגרמים מהתפרצות בלתי נשלטת של פעילות חשמלית עודפת בתאי העצב (נוירונים) במוח. התפרצות זו נובעת מהפרת האיזון בין האותות החשמליים המעוררים והמעכבים במוח. התסמין העיקרי של אפילפסיה הוא פרכוסים, אשר מתבטאים בהתאם לאזור המוחי שבו מתרחש הכשל החשמלי. כך למשל, כשל באזור המוחי שאחראי לראייה מתבטא בהזיות ראייה וסנוור; וכשל באזור המוחי ששולט בתנועות הגפיים, מתבטא ברעד וקפיצות שלהם.
“כיום, לכשליש מהחולים באפילפסיה אין טיפול תרופתי הולם, שמונע את הפרכוסים או מפחית אותם, ולכן חיוני לחקור ולפתח גישות חדשות למניעת המחלה או טיפול בה”, אומר ד”ר תאופיק שיח’ אחמד מבית הספר לרוקחות באוניברסיטה העברית בירושלים. במעבדתם, חוקרים ד”ר שיח’ אחמד וצוותו את הקשר שבין ייצור מוגבר של רדיקלים חופשיים (אטומים שבין היתר נוצרים בעת ייצור אנרגיה בתא) המובילים לעקת חמצון, לבין פגיעה מוחית במחלות נוירולוגיות כגון אפילפסיה. בנוסף הם מנסים לפתח ריפוי גני נוגד חמצון שממוקד במוח. ריפוי גני מתבסס על החדרת חומר גנטי לתוך תאים כדי לפצות על גנים פגומים או כדי לייצר חלבונים מועילים, לצורך טיפול במחלות או מניעתן.
מה השאלה?
האם ריפוי גני שמגביר ייצור נוגדי חמצון ומפחית ייצור רדיקלים חופשיים יכול לטפל באפילפסיה שעמידה לטיפול תרופתי קיים?
“בעזרת מודלים של אפילפסיה בחולדות אנחנו חוקרים את המנגנונים והתהליכים המוחיים שגורמים להתפתחות המחלה ועמידותה לטיפול תרופתי (בין השאר באמצעות צילום מוחי שנעשה בזמן אמת על ידי סמנים פלואורסצנטיים), ובהמשך לכך מנסים לפתח גישות טיפול חדשות שחלקן מבוססות על ריפוי גני. גישות אלו משפיעות רק על התאים החולים ומשמרות את התאים הבריאים ברקמות שסביב, וזהו יתרונן המרכזי. כך אפשר לפתח טיפול ספציפי ברמת התא הבודד ולטפל באזורים החיוניים לתפקוד המוח שלא ניתן להסירם בניתוח”, מסביר ד”ר שיח’ אחמד.
החוקרים גילו כמה גורמים מרכזיים שקשורים לאפילפסיה ועמידותה לטיפול תרופתי. בהם: Nrf2 – חלבון מסוג גורם שעתוק שאחראי על ניתוב של עשרות ומאות אנזימים נוגדי חמצון בגוף; ו- NADPH Oxidase – אנזים מחמצן שמייצר עודף רדיקלים חופשיים בעת הפעילות החשמלית החריגה וההתקף האפילפטי.
“באפילפסיה ומחלות נוספות, הפעילות החשמלית החריגה במוח גורמת לייצור עודף של רדיקלים חופשיים, לנזק חמצוני ומוות של תאים והמטרה שלנו למנוע זאת. לכן הטיפול הגני עשוי להיות העלאת רמת נוגדי החמצון בתאים המוחיים שנפגעו ומייצרים עודף רדיקליים חופשיים באמצעות שימוש ב-Nrf2 או עיכוב של NADPH Oxidase או שניהם יחד”, מסביר ד”ר שיח’ אחמד.
במחקרם האחרון, שזכה במענק מהקרן הלאומית למדע, ביקשו החוקרים לבחון טיפול גני מבוסס נגיפים (Adeno-associated virus) שנושאים Nrf2 וכך מגבירים את ביטויו בתאים. לדברי ד”ר שיח’ אחמד, “בשיטה הקלאסית, אנחנו משחילים לדנ”א של הנגיפים רצף גנטי שמגביר את הביטוי של Nrf2, מחדירים אותם לתאי מוח של חולדות והם מבטאים ומייצרים את הטיפולים הללו בתאים ויכולים להישאר בהם עשרות שנים. אבל, הימצאות נגיפים פעילים בגוף לתקופה כה ארוכה יכולה להיות בעייתית. לכן, בשיתוף חוקרים מהקולג’ האוניברסיטאי של לונדון (UCL), פיתחנו ריפוי גני ייחודי, ‘לפי דרישה’, שבו הזרקנו ישירות למוח של חולדות עם אפילפסיה נגיפים שקטים; הם מתעוררים רק כאשר מתחילה הפעילות החשמלית החריגה באמצעות מתג (סוג של רצף גנטי) שהתקנו עליהם, שרגיש לאותה פעילות. כך הטיפול מופעל בתאים ספציפיים בלבד, אלו שמשתתפים בהתקפים האפילפטיים”.
נוירונים בתרבית, שטופלו באמצעות נגיפים. באדום – נוירון מופעל
עד כה גילו החוקרים באמצעות שיטות מיקרוסקופיות, ביוכימיות והיסטולוגיות כי בתאי המוח של החולדות התרחש ייצור מוגבר של נוגדי חמצון ונוצרו הרבה פחות רדיקלים חופשיים בהשוואה לקבוצת תאי ביקורת שלא טופלו, וכך הם סבלו פחות מנזק חמצוני ומוות תאי. במקביל, אצל יותר ממחצית החולדות שטופלו נמנעו פרכוסים ואצל השאר הם פחתו משמעותית. זאת, בהשוואה לחולדות שלא טופלו (קבוצת ביקורת).
“ברמת התא הבודד, אנחנו יכולים לבדוק במיקרוסקופ את ריכוז הרדיקלים החופשיים ונוגדי החמצון וכך לדעת אם הטיפולים יעילים. אם נצפים פחות רדיקלים חופשיים, שהם כאמור אלו שבסופו של דבר גורמים לנזק חמצוני ומוות תאי, סימן שהצלחנו להגביר את ייצור נוגדי החמצון. השאלה מה קודם למה – האם הפרכוסים מגבירים את ייצור הרדיקלים החופשיים או שהרדיקלים גורמים להתפתחות עוד ועוד פרכוסים? לפי מעט עדויות מחקריות, שני התהליכים מתרחשים במקביל. בכל מקרה אנחנו מנסים לעצור את ייצור הרדיקלים החופשיים וכך להפסיק את המעגל הזה”, אומר ד”ר שיח’ אחמד.
נוירונים במוח חולדה, שטופלה באמצעות נגיפים. באדום: נוירון מופעל.
עוד הוא מוסיף כי, “אנחנו לא מונעים את הפעילות החשמלית כפי שעושות התרופות הרגילות לאפילפסיה. מטרתנו למנוע את הנזק החמצוני והמוות התאי שגורמים הרדיקלים החופשיים וכך את החמרת הפרכוסים, עמידות האפילפסיה לטיפול ופגיעות נוספות (למשל קוגניטיביות) שנגרמות ממחלה שאינה מאוזנת לאורך זמן”.
עד כה פרסמו החוקרים כמה מאמרים בספרות המדעית המתבססים על מחקר זה. כך הם מתקדמים לקראת מטרתם המרכזית, ניסויים בריפוי גני של חולי אפילפסיה. לדברי ד”ר שיח’ אחמד, “הנגיפים מאפשרים לנו להעניק טיפול ממוקד, בתאים ספציפיים, ועד כה לא נצפו תופעות לוואי חריגות בחולדות. הנגיפים נחשבים לבטוחים כיוון שמשתמשים בעיקר במעטפת שלהם. אבל כמובן שצריך יהיה לבחון זאת היטב, גם בבני אדם”.