מחקר חדש: נמצא רמז לגורם לאוטיזם

דמיינו את המוח כעיר גדולה, שבה רמזורים מווסתים את זרימת התנועה ושומרים על הסדר. מחקר חדש מציע שכך פועלים גם אותות כימיים במוח – אך באוטיזם, במקרים מסוימים, אחד האותות הללו עלול "להיתקע על האור הירוק". כאשר זה קורה, מנגנון בקרה חשוב משתבש, ותהליכים תאיים מרכזיים יוצאים מאיזון.

הספקטרום האוטיסטי הוא שונות נוירו התפתחותית המאופיינת בשונות בתקשורת חברתית ובהתנהגות. מדובר בקשת רחבה של מצבים, עם שילוב של גורמים גנטיים וביולוגיים. לא מעט מחקרים רבים מתמקדים במנגנונים תאיים המשפיעים על פעילות תאי המוח ועל יצירת קשרים ביניהם.

המחקר, שנערך בפקולטה לרפואה באוניברסיטה העברית בירושלים בראשות פרופ’ היית'ם עמל, עוסק בתחמוצת החנקן – מולקולה קטנה שהמוח משתמש בה להעברת אותות בין תאים. בדרך כלל מדובר במנגנון תקין וחשוב, אך החוקרים מצאו שבמצבים מסוימים הקשורים לאוטיזם, פעילות יתר של תחמוצת החנקן עלולה להפעיל תהליך שמוביל לשיבוש בתפקוד תאי העצב.

המחקר, שהובל על ידי תלמיד הדוקטורנט ששנק קומאר אוג’ה, התמקד במסלול ביולוגי חשוב בשםmTOR . מסלול זה אחראי על ויסות תהליכים בסיסיים בתא, בהם גדילה וייצור חלבונים. מחקרים קודמים הראו שבחלק מהמקרים של אוטיזם מסלול זה פעיל יותר מהרגיל, אך לא היה ברור מה גורם לכך. החוקרים זיהו חלבון בשםTSC2 שתפקידו לשמור על פעילות מאוזנת של מסלול mTOR - מעין מנגנון בקרה שמונע ממנו לפעול בעוצמה גבוהה מדי. לפי ממצאי המחקר, תחמוצת החנקן יכולה לגרום לשינוי ביוכימי ב-TSC2, שינוי שגורם לפגיעה בחלבון ולהיעלמותו מהתא. כאשר רמות TSC2 יורדות, מנגנון הבקרה נחלש, ומסלול mTOR הופך פעיל מדי. מאחר שמסלול זה משפיע על תפקוד תאי עצב ועל האופן שבו הם מתקשרים זה עם זה, פעילות יתר שלו עלולה לשבש תהליכים חשובים במוח.

כדי לבדוק אם אפשר למנוע את התהליך הזה, החוקרים השתמשו בחומרים שמפחיתים את פעילות תחמוצת החנקן בתאי עצב. כאשר פעילות זו הופחתה, החלבון TSC2 נשמר, פעילות מסלול mTOR חזרה לרמה מאוזנת יותר, ונראו שיפורים במדדים שנבדקו במודלים ניסויים של אוטיזם – כולל מדדים הקשורים לייצור חלבונים ולהתנהגות.

בניסוי נוסף החוקרים יצרו גרסה של החלבון TSC2 שאינה מושפעת מהשינוי הביוכימי שמשרה תחמוצת החנקן. גם במקרה זה נצפתה שמירה על פעילות תקינה יותר של מסלולmTOR , מה שחיזק את ההבנה שמדובר בנקודה מרכזית בתהליך. המחקר כלל גם בדיקה של דגימות מילדים עם אוטיזם שנאספו על ידי ד"ר עדי ערן, כולל ילדים עם מוטציות בגן SHANK3 וכן מקרים של אוטיזם ללא סיבה גנטית ידועה. בדגימות אלו נמצאו ממצאים דומים לאלו שנראו במעבדה – ירידה ברמות TSC2 ועלייה בפעילות מסלול mTOR - דבר שמחזק את הקשר בין המנגנון שנמצא לבין אוטיזם בבני אדם.

"אוטיזם אינו נובע מגורם יחיד, ואיננו מצפים שמנגנון אחד יסביר את כל המקרים", אומר פרופ' היית’ם עמל. "אך זיהוי שרשרת אירועים ביולוגית ברורה - האופן שבו שינויים הקשורים לתחמוצת החנקן משפיעים על TSC2 ובהמשך על מסלול mTOR - מאפשר למפות את התהליך בצורה מדויקת יותר, ולספק מסגרת ממוקדת למחקר עתידי ולפיתוח רעיונות טיפוליים".