מולקולות RNA קטנות עשויות לשמש כסמן ביולוגי במחלת ניוון השרירים ALS, ולסייע בחיזוי התקדמות המחלה וחומרתה

טרשת אמיוטרופית צידית (ALS), המוכרת גם כ"מחלת לו גריג", היא מחלה ניוונית נדירה וחשוכת מרפא הפוגעת בתאי העצב התנועתיים האחראים להפעלת השרירים. בעקבות הרס תאי העצב השרירים אינם מגיבים, והם מתנוונים בשל חוסר פעילות עד לשיתוקם המוחלט. חולי ALS חווים שיתוק הדרגתי של שרירי הגפיים, שרירי הדיבור והנשימה.

מקצת מקרי ה-ALS הם תורשתיים ואפשר לאבחן אותם בבדיקה גנטית, אך את רוב החולים אי-אפשר לאבחן בבדיקה אחת ספציפית, אלא רק בשורת בדיקות עקיפות שיכולות להעיד על המחלה. המחלה מסתיימת תמיד במוות, ותוחלת החיים של רוב החולים היא בין 5-3 שנים לאחר האבחון. עם זאת קיימת שונות רבה בין החולים, ובמקרים נדירים מאוד, כמו זה של הפיזיקאי סטיבן הוקינג, אפשר לחיות עם המחלה מספר רב יחסית של שנים.

מאחר שבקבוצה של חולי ALS יש הבדלים משמעותיים בזמן הופעת התסמינים ובמשך החיים קשה לרופאים ולרופאות המטפלים בחולים לספק הערכה מדויקת של תוחלת החיים שלהם. כמו כן, שונות זו מקשה על תכנון מחקרים קליניים שישפרו את מצב החולים. מחקר חדש בהובלת ד"ר עידו מגן וננסי שרה יעקבזדה מקבוצת המחקר של פרופ' ערן הורנשטיין במכון ויצמן, ובשיתוף עם קבוצת חוקרים מיוניברסיטי קולג' לונדון (UCL), מצא סמן ביולוגי (ביומרקר) המעיד על תוחלת החיים הצפויה של חולי ALS.

סטיבן הוקינג חווה חוסר כבידה | צילום: NASA / Science Photo Library
אובחן כחולה ALS בגיל 21 וחי עם המחלה 55 שנים. סטיבן הוקינג חווה חוסר כבידה | צילום: NASA / Science Photo Library

סמני דרך

החוקרים לקחו מחולי ALS דגימות דם בארבע נקודות זמן שונות, וקבעו את הרצף של מולקולות RNA קצרות, הקרויות מיקרו-RNA, שבדגימות. RNA הוא שם כולל למשפחת מולקולות שיש להן תפקודים רבים – החל מתיווך בתהליך שבו המידע המקודד ב-DNA מכתיב את הרצף של חלבונים חדשים בתא, וכלה בזירוז של תגובות כימיות מסוימות. מולקולות מיקרו-RNA אינן מקודדות חלבונים אלא משתיקות גֵנים, ויש להן תפקיד מרכזי בבקרה על תפקודים ביולוגיים רבים בגופנו. בין היתר מיקרו-RNA חיוניות להישרדותם של תאי עצב תנועתיים.

החוקרים מקבוצתו של פרופ' הורנשטיין החלו בבחינת דגימות הדם של 22 חולים ממאגר גדול של חולי ALS בריטיים, שהקים פרופ' אנדראה מלספינה (Malaspina) מאוניברסיטת קווין מרי (Queen Mary) בלונדון, בחיפוש אחר סמנים המקושרים למחלה ואשר לא השתנו עם התקדמות המחלה בתקופת המעקב, שנמשכה שנתיים וחצי. החוקרים איתרו קבוצה של כ-125 מולקולות מיקרו-RNA שרמותיהן בדם נותרו יציבות לאורך תקופה זו.

לאחר מכן, ניסו החוקרים להבין אם קיים קשר בין המולקולות שנמצאו למצבם של החולים. לשם כך השוו מגן, יעקבזדה ועמיתיהם את רמות המיקרו-RNA של החולים לנתונים קליניים אחרים שנאספו, בקבוצה של 126 חולים. באמצעות שיטות סטטיסטיות שונות הם מצאו כי קיים קשר משמעותי בין תוחלת החיים הצפויה של החולים לבין רמת הביטוי של מולקולת מיקרו-RNA מסוימת – miR-181. ככל שהרמות של miR-181 בדם היו גבוהות יותר, כך תוחלת החיים של החולים מרגע פריצת המחלה הייתה נמוכה יותר. מחקר מקביל בקבוצת חולים נוספת, בלתי תלויה, בת 126 חולים, שיחזר את הממצא הראשוני ואימת את תוצאות המחקר.

סריקת מוח של חולה | מקור: Zephyr / Science Photo Library

מקור המיקרו-RNA בדם בתאי עצב פגועים. סריקת מוח של חולה | מקור: Zephyr / Science Photo Library

עם זאת, רמותיו של מיקרו-RNA מסוים בדם אינם מעידות על על מקורו. כדי לגלות זאת בחן אחד החוקרים, ד"ר ערן ינובסקי, את מקורות הביטוי של miR-181 במוח ובחוט השדרה של עכברים, שני אזורים הנפגעים ב-ALS. הוא גילה שמיקרו-RNA זה נמצא בקליפת המוח ובחוט השדרה באזורים בהם נמצאים תאי עצב תנועתיים. מכאן הסיקו החוקרים שאחד המקורות האפשריים ל-miR-181 בדם הוא הוא בעקבות פליטתו לדם מתאי עצב תנועתיים המתנוונים ונפגעים במהלך המחלה.

אחד השותפים הבריטיים למחקר, פרופ' מלספינה, מצא בעבר סמן ביולוגי להתקדמות מחלת ה-ALS, הקרוי NfL. החוקרים הראו ששילוב סמן זה עם הסמן שמצאו, miR-181, מאפשר חיזוי מדויק אף יותר של התקדמות המחלה.

זו אינה הפעם הראשונה שקבוצת המחקר של פרופ' הורנשטיין חושפת את חשיבותן של מולקולות מיקרו-RNA במחלת ה-ALS. בעבר כבר הראתה הקבוצה ירידה כללית בכמותם של מיקרו-RNA שונים במהלך המחלה, ואף הדגימה את מעורבותם של מולקולות מיקרו-RNA ספציפיות.

חולה ALS במהלך טיפול פיזיותרפיה | צילום: David Herraez Calzada, Shutterstock

המחקר הוא צעד חיוני ראשון במסע הארוך למציאת טיפול למחלה. חולה ALS במהלך טיפול פיזיותרפיה | צילום: David Herraez Calzada, Shutterstock

הבנה מדויקת יותר של השפעת טיפול

"האתגר הגדול ביותר בחקר המחלה הוא העובדה שאנחנו מקבלים את הדגימות לאחר התפרצותה", אמרה ננסי שרה יעקובזדה, בריאיון לאתר מכון דוידסון. "משום כך קשה מאוד לדעת מה היה מצב החולים לפני הדגימה. לכן חיפשנו מראש סמן שהוא ייחודי אצל חולים, אבל מפרוץ המחלה הוא יציב ולכן יכול לשמש לחיזוי".

"בתחילת המחקר ניסינו למצוא סמן שמבדיל בין חולי ALS לבין אנשים בריאים. משלא מצאנו סמן כזה, הפנינו את תשומת ליבנו למציאת סמן להתקדמות המחלה, ואז איתרנו את miR-181", הוסיף ד"ר עידו מגן, שותפה למחקר. "אחד הקשיים העיקריים במחקר היה הפקה של RNA מנוזלי גוף. חוסר היציבות שלו בשילוב עם ריכוזו הנמוך אילצו אותנו להשתמש בשיטות רגישות במיוחד. לשמחתנו, הצלחנו לפתח שיטה רגישה ומדויקת שממשיכה לשרת אותנו במחקרי המשך. אחד מהם עוסק ביכולתנו להבדיל בין חולי ALS לבין אנשים בריאים ברמת דיוק גבוהה על בסיס פרופיל מולקולרי של מולקולות מיקרו RNA בדם".

"החשיבות של המחקר היא כפולה," הסביר ד"ר מגן. "ראשית, זהו מידע קריטי לצורך הערכה מדויקת יותר של תוחלת החיים של חולים. שנית, המחקר יכול לסייע לנו לעצב בעתיד מחקרים קליניים טובים יותר, שיסייעו בפיתוח טיפולים רפואיים למחלה. כיום, כאשר מבצעים ניסוי קליני, קיימת שונות אדירה בין החולים וקשה לדעת אם השיפור בתוחלת החיים נובע ממאפיינים של החולים או מהשפעת הטיפול עצמו. בעזרת הסמנים האלה, נוכל ליצור קבוצות חולים אחידות יותר ולזהות את השפעת הטיפול בצורה מדויקת יותר."

יעקבזדה סיכמה את חשיבות המחקר: "בעולם של חברות התרופות, פיתוח טיפולים למחלות מערכת העצבים מכונה 'עמק המוות', שכן הסיכון בפיתוח תרופות כאלו גדול וסיכויי ההצלחה נמוכים. המחקר שלנו על miR-181 ומולקולות דומות, הוא צעד חיוני במסע הארוך לפיתוח טיפול למחלה."