חוקרים מבר אילן פיתחו מודל למחלת ניוון שרירים בתולעים

חוקרים מאוניברסיטת בר אילן, בשיתוף עם ד"ר אמיר דורי, מומחה למחלות ניוון שרירים מהמרכז הרפואי שיבא, פיתחו פלטפורמה חדשנית למידול מחלות שריר אנושיות בתולעים סי אלגנס (C. elegans), באמצעותה הם גורמים לחיות לפתח מחלה דומה למחלה האנושית. המחקר פורסם לאחרונה בכתב העת המדעי Journal: Disease Models & Mechanisms.

בניגוד לשיטות גנטיות קלאסיות, בהן מתבססים על הגורם הגנטי (לדוגמה, מוטציה בגן ספציפי) של המחלה באורגניזם המודל כדי לחקור אותו, הפלטפורמה משתמשת בבועיות חוץ-תאיות (extracellular vesicles) שמקורם בדם המטופל, כדי לקבל מודל של המחלה ללא צורך בשינויים בגן עצמו.

המשמעות של ממצאי הניסוי היא שניתן למדל את המחלה מחולה ספציפי לתולעים במעבדה בלי הצורך לשינוי בגן שגורם למחלה. "כך נקבל מודל המשקף את המחלה וננצל אותו על מנת לבצע מחקר מעמיק כדי להבינה מבחינה פיזיולוגית וגנטית ועל מנת לזהות אילו מסלולים מולקולריים מעורבים בה", ציינו החוקרים.

במסגרת הניסוי החוקרים הפיקו בועיות חוץ-תאיות מחולים במחלת ניוון שרירים ע"ש דושן (Duchenne muscular dystrophy) במעבדה של פרופ' חיה ברודי בפקולטה למדעי החיים, והעבירו אותן לתולעים במעבדה של פרופ' סיון קורנבליט, שם נבחנה היכולת שלהן לגרום לניוון שרירים נרחב בתולעים.

נמצא כי המחלה שהועברה על ידי הבועיות החוץ-תאיות האנושיות, שבודדו ישירות מדם החולים, התפתחה כמעט בכל התולעים שנחשפו ופגעה בארגון ותפקוד כל קבוצות השרירים בחיה (שריר השלד, המעי, הווסת ופי הטבעת). תוצאה זו מוכיחה שניתן במקרים מסוימים לגרום להתפתחות מחלות רק על ידי שימוש בגורמים שמופרשים לדם החולים.

תולעים טרנס-גניות של סי. אלגנס מבטאות חלבון דיווח פלואורסנטי בצבע ירוק בשריר השלדה, שעוזר למעקב אחרי מבנה השריר ותפקודו. צילום: אונ' בר אילן

"הרעיון לקחת בועיות חוץ תאיות של חולים בניוון שרירים ולהעביר אותן לתולעים היה רעיון משוגע שאנחנו  בעצמנו הופתענו מתוצאותיו", אומרות פרופ' קורנבליט ופרופ' ברודי. "כשהעברנו את הבועיות וראינו שהתולעים פיתחו את מחלת ניוון השרירים ושריריהן התנוונו, הבנו שיש לנו דרך חדשה לדגם מחלות בלי הצורך לשינוי בגן שגורם למחלה".

בועיות חוץ תאיות הן בועיות שהתאים מפרישים למחזור הדם ובתוכם יש מדגם רחב של מולקולות שמייצגות את תכולת התא. הבועיות שומרות על התכולה שלהן ומאפשרות את העברתה בין פרטים שונים, אפילו אם אינם מאותו המין כמו במקרה של מעבר בועיות מהאדם לתולעת.

על הבחירה בתולעת מסוג סי אלגנס אמרו כי "היא נובעת מהיותה קטנה ומיקרוסקופית (ולכן אין צורך לשימוש בחומר אנושי רב), בנוסף לדמיון הרב שלה לבני האדם (דמיון גנטי וביולוגי), דבר שמאפשר חקירת תהליכים שמורים אבולוציונית".

המחקר התמקד בשתי מחלות גנטיות – ניוון שרירים על שם בקר ודושן. מחלת דושן פוגעת בתפקוד שריר השלד (הדרושים לתנועה ויציבות), בשריר הלב ובשרירים נוספים. המחלה פוגעת בזכרים, חשוכת מרפא ומובילה לנכות ולתמותה בגיל צעיר. תוצאות המחקר הוכיחו שהמודל שפותח מתאים גם למידול אמין של המחלה וגם לסריקה יעילה של תרופות. ניתן לנסות להשתמש בגישה חדשנית זו למידול מחלת נוספות שאינן מחלות גנטיות.

החוקרים מסבירים כי הפלטפורמה היא "פריצת דרך מדעית שמאפשרת לקבל מודל המשקף את המחלה ולנצל אותו על מנת לבצע מחקר מעמיק כדי להבינה מבחינה פיזיולוגית וגנטית ועל מנת לזהות אילו מסלולים מולקולריים מעורבים בה".

עבודת המחקר, במימון משרד המדע, נעשתה במשותף על ידי הדוקטורנטים רוויד שלש וקורל כהן ועמיתת המחקר ד"ר מור לוי-פרבר.