חוקרים מאוניברסיטת תל-אביב הובילו את הפרויקט הבינלאומי העשוי לשנות את מפת המחקר והרפואה בתחום המוח


מחקר
חוקרים מאוניברסיטת תל-אביב הובילו את הפרויקט הבינלאומי העשוי לשנות את מפת המחקר והרפואה בתחום המוח

בשיתוף מוחות
חוקרים מאוניברסיטת תל-אביב הובילו פרויקט מחקר אירופי רחב היקף שכלל 12 קבוצות חוקרים, שבנו לראשונה אטלס מלא של מיקרו-מבנים בחומר הלבן של המוח האנושי. הפרויקט, שעשוי לשנות בשנים הבאות את מפת המחקר והרפואה בתחום המוח, הסתמך על טכנולוגיית ה-MRI, וזכה לתמיכה של 2.5 מיליון יורו מהאיחוד האירופי, בקטגוריית 'טכנולוגיות העתיד'. השותפים במחקר - שכונה CONNECT – פועלים במרכזי מחקר מובילים בישראל, אנגליה, גרמניה, צרפת, דנמרק, שוויצריה ואיטליה. ביום שישי, 19.10.12, בתום שלוש שנות מחקר, הם עתידים להתכנס בפריס ולהכריז על סיומו המוצלח של הפרויקט.
מוח האדם בתלת מימד
"היום נעזרים צוותים רפואיים וקבוצות מחקר באטלס ישן של המוח, המתבסס על מוחו של אדם אחד, אשר תרם את גופו למדע." מסביר פרופ' יניב אסף מהמחלקה לנוירוביולוגיה באוניברסיטת תל-אביב ומבית הספר סגול למדעי המוח, שיזם את המחקר הבינלאומי ושימש כמתאם קבוצות המחקר, "האטלס החדש, לעומת זאת, מבוסס על דגימות MRI של נבדקים רבים, ואף מוגש בתלת מימד. לפיכך, בזכות שיטת המחקר והיקפו, הוא מפורט ומדויק הרבה יותר. למעשה, האטלס החדש מאפשר לנו לבחון את המוח בדרך שהייתה אפשרית קודם רק במיקרוסקופ".
החידוש הראשון באטלס טמון בעצם מיפויו של החומר הלבן - המורכב מסיבי עצב המעבירים מידע - במוחם של אנשים חיים, ולא בנתיחה שלאחר המוות. פריצת הדרך התאפשרה בזכות טכנולוגייתMRI , שמסוגלת ליצור תמונה של המוח החי בהליך בלתי חודרני. שנית, האטלס החדש אינו מסתפק במידע ממוח אחד, אלא מסתמך על הדמיית מוחותיהם של 120 נבדקים בריאים, בני 35-25 שנים. הנתונים, שקובצו ועובדו בטכניקות עיבוד תמונה מתקדמות, נותנים תמונה רחבה ומדויקת של מבנה המוח התקין.
האטלס החדש מציג מיקרו-מבנים זעירים בכל רחבי המוח באופן מסודר ומקודד, המתאים גם למשתמש שאינו מומחה בחקר המוח, כגון רופא או חוקר מתחום אחר. התמונות מייצגות פרמטרים מגוונים, שנאספו ונמדדו באמצעות ה-MRI, כמו למשל עובי הסיבים וצפיפותם באזורים השונים. הן נועדו לשמש סטנדרט של מוח בריא, שאליו ניתן להשוות הדמיות ממוחות של מטופלים ונבדקים עתידיים.
מהחומר האפור לחומר הלבן
בנוסף לתרומתו הרפואית, צפוי הפרויקט להאיץ ולקדם באופן משמעותי את חקר החומר הלבן במוח, פעילותו ותפקודיו. "עד היום התמקדו מדעני המוח בעיקר במה שמכונה 'החומר האפור'," אומר פרופ' אסף. "הם נמנעו מלחקור את 'החומר הלבן', המהווה כמחצית מנפח המוח, בעיקר מפני שחסרו להם שיטות מחקר יעילות. שיטת ה-MRI שפיתחנו תאפשר לחוקרים לראשונה להתבונן במתרחש בסיבי העצב במוח החי, ותפתח בפניהם עולם של אפשרויות חדשות".
בין היתר מתכוונים פרופ' אסף ועמיתיו להיעזר בטכנולוגיה כדי לבחון את הדינמיות וההשתנות לאורך זמן של המיקרו-מבנים שבחומר הלבן. כך לדוגמה, הם יחפשו את טביעת האצבע שמותיר תהליך קוגניטיבי, כמו למידת נושא חדש, בסיבים שבמוח. כיוון מחקר נוסף הוא אפיון והבנת השינויים שגורמות מחלות שונות במוח האנושי, כמו אלצהיימר או סכיזופרניה, במטרה לפתח שיטות אבחון יעילות ואמינות.

מחקר
בחינת תהליכים המתחוללים בין המולקולות לבין עצמן, מגלה דרכים להתערבות חיצונית במטרה למנוע ולרפא מחלות ניווניות במוח, דוגמת אלצהיימר. אז איך מחזירים לזבוב חולה את כושר הטיפוס על קירות?

התערבות ננו-מטרית
במסגרת המאמץ למציאת מענה למחלות ניווניות, התמקדו פרופ' גזית וצוותו בסיבים ננומטריים (סיבים קטנטנים בגודל של מיליארדית המטר) הקרויים עמילואידים. העמילועידים הינם משקעים בלתי מסיסים של חלבונים והם מצויים בבסיסן של מגוון מחלות ניווניות, ובכללן אלצהיימר, פרקינסון ומחלת קרויצפלד יאקוב ('הפרה המשוגעת'), שממיתות רקמות וזורעות הרס במוח האנושי, כמו גם סוכרת מבוגרים שהורסת תאים בלבלב. במעבדתם, המתמחה בחקר מבנים אורגניים בסקאלה הננומטרית, כלומר – ברמת המולקולות, בדקו המדענים כיצד נוצרים הסיבים הרעילים הללו, וחיפשו דרכים לעצור את בנייתם ברמה המולקולארית.
מסביר פרופ' גזית: "משימתנו הראשונה הייתה למצוא את אבני הבניין הראשוניות של העמילואידים – מולקולות החלבון הזעירות ביותר שמתארגנות, ובתהליך של הרכבה עצמית יוצרות עמילואיד. לאחר שזיהינו את החלק המינימאלי, איתרנו את המקום המדויק שבו הוא מתחבר לחלק הסמוך לו, וגילינו את המנגנון שמביא להתחברות הזאת ומאפשר את בניית הסיבים השלמים". בטכנולוגיה של הנדסה מולקולארית בנו החוקרים מולקולה חדשה שמתערבת במנגנון ההרכבה, מפריעה לתהליך ההתחברות ומונעת את היווצרותו של העמילואיד ההרסני, כבסיס לפיתוח תרופה למחלות ניווניות.
לטפס על הקירות
בשלב הבא נערכו ניסויים בזבובי פירות, בשיתוף עם פרופ' דניאל סגל מהמחלקה למיקרוביולוגיה מולקולארית וביוטכנולוגיה. החוקרים בדקו את השפעתה של המולקולה החדשה שהנדסו במעבדתם על זבובים טראנסגניים – כלומר, זבובים בעלי גנים הקשורים במחלות כאלצהיימר ופרקינסון שסובלים מתופעות ניווניות, כמו למשל הפרעה בכושר הטיפוס. ואכן, התברר שהשיטה עובדת: 'הטיפול' החדשני השיב את הזבובים החולים לתפקוד נורמאלי. גם בניסוי מתקדם בעכברים נרשמה יעילות מרשימה: החומר תיקן לחלוטין בעיות למידה וזיכרון בעכברי מודל למחלת האלצהיימר.
בעקבות הצלחת הניסויים, עמלים היום המדענים באוניברסיטת תל-אביב על פיתוחן של כמה משפחות חומרים לטיפול באלצהיימר ובפרקינסון, ואף החלו לשתף פעולה עם חברות תרופות בינלאומיות מובילות - בתקווה להתאים את הגישה החדשנית לטיפול בבני אדם.
מתוך חוברת "מצב המוח" בעריכת דוברת האוניברסיטה >>