מחקר חדש שנערך באוניברסיטה ופורסם בכתב העת היוקרתי NPJ Parkinson’s disease מצא לראשונה קשר בין מחלת הפרקינסון למטריצה החוץ תאית (extracellular matrix) במוח. מהמחקר עולה כי  גם בקרב חולי פרקינסון עם רקע גנטי וגם בקרב חולי הפרקינסון שמקור המחלה שלהם אקראי, נמצאו עדויות לשינויים בביטוי של גנים שמקודדים חלבונים של המטריצה החוץ תאית. “כדי להבין יותר לעומק את מחלת הפרקינסון ולהתקדם בתהליכים למציאת תרופה למחלה חייבים לתת את הדעת על השינויים שקורים במטריצה החוץ תאית. עד היום, רוב המחקרים הקשורים לחקר מחלת הפרקינסון התמקדו בתאים ובקשרים בין הנוירונים. תוצאות המחקר שלנו מצאו שינויים במטריצה החוץ תאית שאינה מוקד למחקר במחלת הפרקינסון “, אמרה פרופ’ שני שטרן, עורכת המחקר.

מחלקת הפרקינסון נגרמת כתוצאה מפגיעה בתאים באזור במוח הנקרא Substantia nigra שמייצרים חומר הנקרא דופמין המשמש להעברת מסרים בין תאים במוח ויש לו תפקיד מרכזי ביכולת שלנו לבצע פעילויות מוטוריות תקינות. לדברי פרופ’ שטרן, אחת הבעיות המרכזיות בחקר מחלת הפרקינסון היא שרק כ – 15% ממקרי המחלה הם מגורמים גנטיים ידועים ואילו 85% מהמקרים האחרים הם מקרים אקראיים (sporadic) ומכאן האפשרות ליצור מודל של המחלה בחיות אפשרית רק עבור כ – 15% ממקרי הפרקינסון.

במחקר הנוכחי השתמשה פרופ’ שטרן מחוג סגול לנוירוביולוגיה בשיתוף עם מכון סאלק בסן-דייגו, אוניברסיטת ארלנגן בגרמניה, ואוניברסיטת UCL בלונדון בשיטה של “תכנות מחדש של תאים לתאי גזע”. בשיטה זו, משתמשת פרופ’ שטרן בתאים של אנשים חולים בפרקינסון, מתכנתת אותם מחדש לתאי גזע ואחר כך ממיינת אותם לתאים מסוג אחר (נוירונים דופמינרגיים)  – שנושאים את אותו מטען גנטי של האדם ממנו נלקחו. במקרה הנוכחי, השתמשו החוקרים בדגימות של תאי עור שנלקחו מ – 10 חולים. חלקם סובלים ממחלת הפרקינסון על רקע גנטי בעלי מוטציה בגן הGBA1 שקשור למחלת הגושה. חולי גושה נושאים מוטציה בשני העתקים של הגן GBA1 וכאשר יש אדם רק עותק אחד עם המוטציה, הסיכון שלו לפתח את מחלת הפרקינסןן גודל. חלקם האחר של המשתתפים במחקר היו חולי פרקינסון אקראיים שבהם לא ידוע על שינויים או מוטציות גנטיות. “ידוע כי מוטציות של הגן GBA1 אחראיות למחלות אגירה דוגמת גושה וכמו כן נחשבות כיום לגורם הסיכון השכיח ביותר לפרקינסון”, הסבירה פרופ’ שטרן.  תאי העור “שוחזרו” לתאי גזע שאותם מיינו לתאים דופמינרגיים כך שהתאים הללו עבור כל אחד ממשתפי המחקר נשאו את אותו מטען גנטי. אותו התהליך בוצע גם אנשים בריאים ששימשו כקבוצת ביקורת.

מטריצה חוץ-תאית extracellular matrix)) היא החלק ברקמות שמקיף את התאים ומספק להם תמיכה מבנית. מעבר לפונקציה המבנית של המטריצה היא משמשת למגוון תפקידים, כגון הפרדת רקמות אחת מהשנייה ובקרה על תקשורת בין-תאית. לדברי פרופ’ שטרן, בשנים האחרונות מחקרים גילו כי מעבר לתמיכה המבנית יש למטריצה החוץ-תאית גם תפקידים פיזיולוגים שונים ותפקידים ביצירת והריסת סינפסות (קשרים) בין התאים, התפתחות הסינפסות ופלסטיות הסינפסות. לדבריה של פרופ’ שטרן, כיום למעשה המטריצה החוץ תאית נחשבת לאחד מארבעת החלקים של הסינפסה: הנוירון הפרה-סינפטי, הנוירון הפוסט-סינפטי, תאי הגליה, והמטריצה החוץ תאית. ולכן היום נהוג לדבר על הtetra-partite synapse.   

מהממצאים עולה כי גם בקרב חולי הפרקינסון בעלי מוטציה ב-GBA1 וגם בקרב חולי הפרקינסון שמקור המחלה שלהם אקראי נמצאו עדויות לשינויים בביטוי של גנים רבים שמקודדים חלבונים של המטריצה החוץ תאית. כך למשל, נמצא כי יש פחות mRNA ופחות חלבונים שבונים את המטריצה החוץ תאית בתאים שנוצרו מחולי הפרקינסון לעומת אלו שנוצרו מאנשים בריאים. עוד מצאו החוקרים לראשונה שחלבון קולגן  4 שמהווה חלק חשוב בבניית המטריצה החוץ תאית, גם עובר אגרגציה אצל החולים במחלת הפרקיסון, אולם לא אצל אנשים בריאים.

“השינויים מופיעים באותו זמן במהלך ההתמיינות שבו אנו רואים ירידה בפעילות הסינפטית של הנוירונים שנוצרו מחולי הפרקינסון ובירידה ביכולת שלהם להעביר מסרים עצביים לתאים אחרים”, אמרה פרופ’ שטרן.