בין הגורמים לטרשת נפוצה: חום ומליחות

טרשת נפוצה היא מחלה אוטואימונית (מחלת חיסון עצמי) שבה מערכת החיסון תוקפת את השכבה השומנית העוטפת את השלוחות הארוכות של תאי העצב. שכבה זו, המכונה מיאלין (Myelin), מבודדת את תא העצב ומאפשרת העברה יעילה של אותות חשמליים במוח, וממנו לשאר הגוף. הפגיעה בהעברת האותות החשמליים מקשה על התפקוד התקין של המוח ובעקבות זאת על תפקוד הגוף כולו ויכולה לבוא לידי ביטוי במגוון תסמינים הכוללים ראייה מטושטשת, קשיים בהליכה, סחרחורות וחולשת שרירים.

ברחבי העולם יש כשלושה מיליון חולים בטרשת נפוצה. שכיחות המחלה היא 30 חולים לכל 100,000 נפש, והיא שונה במדינות שונות. בישראל יש כיום כ-5,000. למרות שקיימים טיפולים המעכבים את התפתחות המחלה, כמו התרופה קופקסון שפותחה במכון ויצמן למדע, הסיבות להתפתחות המחלה עדיין לא לגמרי ידועות.

שכבת המיאלין שעוטפת את תאי העצב מורכבת ברובה מקרומים שומניים, המכונים ממברנות. חוקרים ממעבדתו של פרופ' רועי בק ברקאי מבית הספר לפיזיקה באוניברסיטת תל-אביב בשיתוף עם חוקרים מהטכניון וממכון ויצמן למדע (בהם פרופ' רות ארנון, ממפתחי הקופקסון) ניסו להבין איך שינויים מבניים קטנים בהרכב הקרומים משפיעות על תפקודה של שכבת המיאלין. במחקר שהתפרסם ב-2016 גילו החוקרים שאופן הסידור של הקרומים הללו חשוב מאוד לתפקוד המיאלין כשכבה מבודדת.

באופן כללי הממברנות המרכיבות את המיאלין יכולות להיות מסודרות בשני מצבים: כשהממברנות מסודרות זו על גבי זו, כמו שכבות של בצק פילו בבורקס, הבידוד של המיאלין אופטימלי והזרם החשמלי יכול לעבור בתא העצב ללא הפרעה. אך במקרים מסוימים שינוי במבנה הממברנות משכבות הבורקס למבנים דמויי צינור, הורס את המבנה התקין של המיאלין מה שיכול להוביל להתפתחות מחלות כמו טרשת נפוצה.

"אחרי שגילינו כי השינויים המבניים בממברנות יכולים להשפיע על התפתחות המחלה ניסינו להבין איזה גורמים יכולים להוביל לשינויים הללו", הסביר בק בראיון לאתר מכון דוידסון. "כאן מתגלה היופי של הפיזיקה, מכיוון שהיא יודעת לתת לחוקר הרבה תחזיות והשערות שהוא יכול לבדוק בעצמו". בהיותם פיזיקאים החוקרים ידעו שגורמים כמו טמפרטורה וריכוז מלחים יכולים להשפיע על המבנה המולקולרי של הממברנות, אך היו רמזים נוספים שדחפו אותם לחפש דווקא שם.

הרמז הראשון לקשר בין גורמים כאלה להתקדמות המחלה היו מחקרים שמצאו קשר אפשרי בין תזונה עתירת מלח להתקדמות המחלה, וההמלצות המקובלות לחולי טרשת נפוצה, להקפיד על תזונה מאוזנת. רמז נוסף נמצא בעבודתו של הרופא הגרמני וילהלם אוטהוף (Uhthoffׂ) שכבר בשנת 1890 הבחין שחולי טרשת נפוצה חווים בעיות בראייה אחרי מקלחות חמות או פעילות גופנית. בעקבות הגילוי החל אוטהוף להשתמש באמבט חם כאמצעי לאבחן חולים במחלה.

כיוונים שחוקרים לא הסתכלו עליהם בעבר. למעלה מימין: שהרבני ורם-און, למטה מימין: בק וטלמון | צילומים באדיבותם

הבנה מעמיקה יותר

כדי לבחון את השערותיהם ניסו החוקרים להבין כיצד שינויים בסביבה התאית כמו טמפרטורה וריכוז מלחים, יכולים להשפיע על מבנה הממברנות המרכיבות את המיאלין. כדי לראות את השינויים הללו הם השתמשו בממברנות שבודדו ממוחות של חזירים וכבשים ובחנו את השינויים המולקולריים במבנה שלהן בעזרת מיקרוסקופ אלקטרונים ובעזרת מדידת הפיזור של קרני רנטגן, שיטה המאפשרת לקבוע בדיוק רב את המבנה והמיקום של מולקולות ביולוגיות. את המחקר הובילה תלמידת הדוקטורט רונה שהרבני, והוא נעשה בשיתוף פרופ' ישעיהו טלמון ותלמידת הדוקטורט מאור רם-און מהטכניון.

ממצאי המחקר מראים שריכוז מלחים גבוה מדי או טמפרטורה גבוהה מדי (42 מעלות צלזיוס) בסביבה התאית יכולים לגרום למעבר של הממברנות מהמבנה התקין של המיאלין למבנה הצינורי הפגום. גם תנודות בתנאי הסביבה יכולות לגרום לשינוי כזה. החוקרים משערים שהשינוי המבני הזה גורם לכך שחלבונים החשובים לשמירת המבנה התקין של המיאלין (Myelin basic proteins) נחשפים למערכת החיסון, והיא תוקפת אותם והורסת את המיאלין עצמו.

הניסויים במחקר אמנם נעשו על ממברנות במבחנה, אך התוצאות יכולות לרמז מה קורה באורגניזם השלם. התגלית של בק ועמיתיו חושפת כי הסביבה התאית חשובה מאוד בשמירה על המבנה התקין של המיאלין, וכי שינויים ברמה המולקולרית יכולים לדחוף את התפתחות המחלה. "אלו כיוונים שחוקרים לא הסתכלו עליהם בעבר, ואולי כעת, עם המידע החדש, זה יוביל למחקרים חדשים, לגילויים חדשים ואולי אפילו לטיפולים חדשים". אמר בק. "אמנם הסיבה להתפתחות המחלה עדיין לא ברורה לחלוטין, אך הגילוי החדש לוקח אותנו צעד אחד קדימה בהבנה מעמיקה יותר של מנגנוני המחלה".

לדברי בק, הממצאים המחקר החדש ממחישים את חשיבותו של המחקר הבסיסי, שאינו מיועד מראש לחיפוש תרופה או לפתרון בעיה מוגדרת. "יש הרבה תגליות שהתגלו במקרה, כמו הפנצילין, אבל יש גם הרבה תגליות שהתגלו לאחר עבודה קשה ומקיפה של חוקרים ומדענים. מחקר בסיסי ששואף להבין למה ואיך דברים קורים, ושופך אור על הביולוגיה והפיזיולוגיה שלנו. גילוי כמו שלנו עוזר להבין עוד דבר על המנגנונים התאיים שיכולים לתרום להתפתחות מחלות כמו טרשת נפוצה, ועל סמך גילויים כאלו אפשר לנסות ולחפש תרופות וטיפולים חדשים".