חלבוני פריון מזרזים יצירת תאי מוח - רויטל לביא

חלבוני הפריון, שהכרנו לראשונה כגורמים למחלות ניווניות קשות, מזרזים בצורתם התקינה התמיינות נוירונים במוח

פריונים הם סוג מיוחד של גורם מידבק, המורכב מחלבון בלבד. הפריונים הראשונים שזוהו התגלו במוחם של חולי קורו בגיניאה המשוונית. מחקרים שנערכו לאחרונה מרמזים כי פריון, הגורם כאשר הוא פגוע למחלה ניוונית הקרויה ספגת המוח (bovine spongiform encephalopathy או BSE) בבקר ולמחלת קרויצפלד-יעקב (Creutzfeldt-jakob) בבני-אדם, נחוץ למעשה לתפקוד תקין של המוח. צורתו התקינה של החלבון מסייעת ביצירת תאי עצב חדשים במוח.

חלבון פריון, PrP, מקופל בצורה תקינה (משמאל) ובצורה שגויה (מימין)

"במשך שנים רבות לא הבינו החוקרים מדוע חלבוני פריון, שכאשר הם פגומים הם גורמים למחלה ניוונית נוראה, נפוצים כל-כך במוחנו מלכתחילה", אומרת החוקרת סוזן לינדקוויסט (Lindquist) מ-MIT, שערכה את המחקר יחד עם ג'פרי מקליס (Macklis) מבית-הספר לרפואה של הרווארד. "זה שנים רבות יודעים המדענים מה קורה כאשר החלבונים האלה משתבשים. כעת אנו מתחילים להבין מה קורה כאשר החלבון התקין פועל כשורה".

במינים רבים של יונקים, החלבון PrP (prion protein) הוא נפוץ באזורים שונים בגוף, ובמיוחד במוח. לעתים נדירות ביותר החלבון מתקפל בצורה שגויה, כלומר, מקבל מבנה תלת-ממדי בלתי תקין. פריונים שהתקפלו באופן שגוי יכולים לגרום גם לפריונים תקינים לשנות את מבנם התלת-ממדי, הקובע את תפקודם. תהליך זה עשוי להוביל לנזקים חמורים במוחם של יונקים.

המדענים שיערו שחלבון שנשמר במינים כה רבים חייב להיות מעורב בתפקוד כלשהו, ויש בו תועלת. בשנת 1993 יצרו חוקרים מקבוצתו של צ'רלס ויצמן (Weizmann) זן של עכברים שבהם הגן שמקודד ל-PrP היה חסר (knocked out) ולא התבטא כלל ברקמות העכברים. העכברים המוטנטים לא לקו במחלות התנוונות עצבית התלויות בפריונים, גם כאשר הודבקו בהן. החוקרים הבינו שהחלבון PrP נחוץ ליצירת מחלות מסוג הפרה המשוגעת, אך לא יכלו להסיק מכך מהו תפקודו התקין.

לאחרונה, צוות חוקרים בראשותו של הארווי לודיש (Lodish) גילה כי PrP מסייע בהיווצרות תאי גזע בדם. בעקבותיהם חיפשו לינדקוויסט ומקליס קשר דומה גם בין PrP לתאים במוח, שם הפריון נפוץ הרבה יותר.

החוקרים בדקו את השפעת PrP על תהליך היווצרותם של תאי עצב חדשים במוח העובר. נבדקה רקמת מוח עוברית משלושה סוגים של עכברים: עכברים שבהם הגן אינו קיים כלל (knockedout), עכברים שהגן מתבטא בהם באופן מוגזם ונוצר הרבה PrP, ועכברים רגילים - קבוצת הביקורת.

החוקרים בודדו תאי-קדם - תאים בשלב מוקדם של התמיינות, שיהפכו לנוירונים בוגרים - וגידלו אותם בתרבית. נמצא כי תאים מקבוצת העכברים חסרי הגן PrP נשארו בשלב הקדם זמן ממושך בהשוואה לתאי הביקורת. תאים מעכברים ש-PrP התבטא בהם באופן מוגזם החלו ליצור נוירונים בוגרים כמעט מיד. ככל שכמות ה-PrP היתה גדולה יותר, כך תאי הקדם הפכו מהר יותר לנוירונים. לפיכך נראה, כי לצורה התקינה של החלבון יש חשיבות בנוירוגנזה. חשוב לציין, כי כמות ה-PrP קובעת את מהירות הפיכת תאי הקדם לנוירונים, אך איננה משפיעה על כמות הנוירונים הסופית במוח. כעת מנסים החוקרים לבדוק את השפעתה של סביבה עשירה ורבת-גירויים, שבה צפויה יצירה מהירה של נוירונים, על התנהגותם של העכברים משלושת הסוגים ועל תהליך הלמידה שלהם.

פורסם ב"גליליאו" גיליון 91, עמ' 20-19, מרץ 2006.