מדענים מציעים "שעון צבירת חלבון" כשיטה חדשה להערכת הזדקנות ובריאות על ידי מעקב אחר גושי חלבון בתאים. תפיסה זו, אם תפתח לכלי אבחון, תוכל לאפשר גילוי מוקדם של מחלות הקשורות לגיל והערכה של טיפולים חדשים שמטרתם להפחית את צבירת החלבון. שעון צבירת החלבון יכול להשלים את השעונים הביולוגיים הקיימים המבוססים על גנטיקה על ידי מתן נקודת מבט ממוקדת חלבון על בריאות התא והזדקנות. קרדיט: twoday.co.il.com
דורותי דורמן ואדוארד למקה מציגים גישה חדשה להערכת סיכון אישי למחלות הקשורות לגיל.
האם מדידת גושי חלבון בתאים שלנו יכולה להפוך לשיטה חדשה להערכת הסיכון שלנו למחלות הקשורות לגיל? הפרופסורים דורותי דורמן ואדוארד למקה מאוניברסיטת יוהנס גוטנברג מיינץ (JGU), המשמשים גם כמנהלים נלווים במכון לביולוגיה מולקולרית (IMB) במיינץ, מציעים את הרעיון של "שעון צבירת חלבון" לאמוד הזדקנות ובריאות. מושג חדשני זה נדון במאמר הפרספקטיבה החדש שלהם שפורסם ב ביולוגיה של תא הטבע.
ככל שאנו מתבגרים, ה DNA וחלבונים המרכיבים את גופנו עוברים בהדרגה שינויים שגורמים לגופנו לא לעבוד יותר כמו קודם. זה בתורו גורם לנו להיות מועדים יותר לחלות במחלות הקשורות לגיל, כגון מחלת לב וכלי דםסרטן ו אלצהיימר מַחֲלָה. אחד השינויים החשובים הוא שהחלבונים בתאים שלנו יכולים לפעמים להתקפל בצורה שגויה ולהתגבש יחד ליצירת אגרגטים, מה שנקרא עמילואידים.
קיפול שגוי והצטברות יכולים לקרות לכל חלבון, אבל קבוצה ספציפית של חלבונים המכונה חלבונים עם הפרעות מהותית (IDPs) נוטה במיוחד ליצור עמילואידים. IDPs מהווים כ-30 אחוז מהחלבונים בתאים שלנו והם מאופיינים בכך שאין להם מבנה קבוע. במקום זאת, הם גמישים ודינמיים, מסתובבים כמו חוטי ספגטי מבושל.
התפקיד של אגרגטים חלבונים במחלות
בעוד המנגנונים המולקולריים נמצאים בוויכוח נרחב והיבט חשוב של מחקר בסיסי, מדענים יודעים שאגרגטים הנוצרים מ- IDP נוטים להצטבר בתאים רבים מאריכים חיים – כגון נוירונים או תאי שריר – ככל שאנו מתבגרים. יתרה מכך, הם עלולים לגרום למחלות רבות הקשורות לגיל, במיוחד מחלות ניווניות עצביות כגון אלצהיימר ופרקינסון. לפיכך, קיומו של אגרגטים רבים בתא יכול להוות אינדיקטור עד כמה התא אינו בריא או אם אדם צפוי לפתח מחלה הקשורה לגיל בקרוב. במאמרם שפורסמו לאחרונה, דורמן ולמקה מציעים שניתן להשתמש בצבירה של IDP כ"שעון" ביולוגי למדידת בריאותו וגילו של אדם.
הדמיה של שעון צבירת חלבון. קרדיט: נייקי היינס / JGU
אם יתפתח בהמשך למבחן אבחון רגיש, שעון צבירת חלבון יכול להיות שימושי ביותר. ראשית, רופאים יכולים להשתמש בו כדי לסייע באבחון מחלות הקשורות לגיל בשלבים מוקדמים מאוד או לזהות אנשים שעדיין לא חולים אך יש להם סיכון גבוה יותר לפתח מחלה ככל שהם מתבגרים. זה יאפשר להם לקבל טיפולים מונעים לפני שהם מפתחים מחלה קשה. שנית, מדענים יכולים להשתמש בו כדי להעריך את ההשפעות של טיפולים ניסיוניים חדשים להפחתת הצטברות חלבון על מנת למנוע או לעכב מחלות הקשורות לגיל.
"בפועל, אנחנו עדיין רחוקים מבדיקת אבחון שגרתית, וחשוב שנשפר את ההבנה שלנו לגבי המנגנונים הבסיסיים המובילים לצבירה של IDP", אמר דורמן. "עם זאת, אנחנו רוצים לעורר חשיבה ומחקר בכיוון של חקר אגרגטים של חלבון כדי למדוד תהליכי הזדקנות ביולוגיים", הוסיף למקה. "אנחנו אופטימיים שבעתיד נוכל להתגבר על האתגרים הנוכחיים של קריאת שעון צבירת חלבונים באמצעות מחקר נוסף על דינמיקת IDP וביצוע פיתוחים טכנולוגיים נוספים".
השוואה לשעונים ביולוגיים אחרים
למרות שישנם "שעונים" אחרים למדידת הזדקנות ובריאות, רובם מבוססים על חומצות גרעין כמו DNA. דורמן ולמקה חושבים ששעון ביולוגי המבוסס על חלבונים יהווה השלמה שימושית לשעונים הקיימים הללו, שכן חלבונים הם בין המולקולות הנפוצות ביותר בתאים והם חיוניים לכל תפקודי התא. בעזרת שעון צבירת חלבון שכזה, הם מקווים שמדענים ורופאים יוכלו להתקרב צעד נוסף לעזרה לאנשים להזדקן בריא ולמנוע מחלות הקשורות לגיל.
עם המחקר שלהם, דורותי דורמן ואדוארד למקה תורמים למרכז להזדקנות בריאה (CHA), מרכז מחקר וירטואלי שהושק בשנת 2021. ה-CHA מפגיש מדענים במחקר בסיסי וקליני מרחבי מיינץ המתמקדים בהזדקנות ומחלות הקשורות לגיל . הממצאים שלהם אמורים לשמש לקידום הזדקנות בריאה ולמצוא טיפולים המסייעים למנוע או לרפא מחלות הקשורות לגיל.
