קבוצת החוקרים בראשותה של פרופ' אורנה אלרואי-שטיין מהפקולטה למדעי החיים פרסמה היום בכתב העת BRAIN כי הצליחה לפתח באמצעים של הנדסה גנטית עכברים הסובלים ממחלת העלמות החומר הלבן מהמוח (VWM), אשר יוכלו לסייע לחיפוש תרופות למחלה קשה זו ולמחלות נוירודגנרטיביות אחרות בבני אדם כגון التصلب المتعدد
فقدان المادة البيضاء في الدماغ هو مرض وراثي تنكس عصبي غير قابل للشفاء. تتميز المظاهر الكلاسيكية للمرض بظهور علامات عصبية (حركية ومعرفية) في مرحلة الطفولة، والتي تتفاقم تدريجياً حتى الشلل الكامل الذي ينتهي بالوفاة بعد عدة سنوات. يحدث التدهور المتسارع للعلامات السريرية بعد ارتفاع درجة الحرارة أو إصابة الرأس أو الخوف المفاجئ.
ينجم المرض عن طفرات نقطية في الجين الذي يرمز للإنزيم (eIF2B) الذي يتم الحفاظ على شفرته الوراثية بشكل كبير في التطور، والذي له دور أساسي في تخليق مجموعة البروتينات بأكملها، في جميع أنواع الخلايا. تسبب الطفرات، التي يمكن أن تكون بدرجات متفاوتة من الشدة، انخفاضًا في النشاط الأنزيمي ولكن ليس القضاء عليه تمامًا. يُعرف هذا الإنزيم بأهميته في التحكم في ترجمة الحمض النووي الريبي (RNA) إلى بروتين.
ولدهشة الباحثين، ورغم أن وظيفة هذا الإنزيم ضرورية في جميع خلايا الجسم، إلا أن الطفرات فيه تسبب بشكل رئيسي مشاكل في المادة البيضاء في الدماغ، لسبب غير معروف. وبعد تحديد الجين المسؤول عن المرض، بدأ السباق في تطوير سلالة من الفئران تحمل طفرة في هذا الجين، لتمكين إجراء أبحاث مكثفة لا يمكن تحقيقها على البشر. وسيؤدي البحث إلى تحديد العلامات المبكرة للمرض، وإلى تحديد العوامل البيئية التي تسرع ظهور الأعراض وتدهورها، وإلى فهم الآليات الجزيئية التي ستؤدي إلى تطوير الأدوية.
ونجحت المجموعة البحثية بقيادة البروفيسور أورنا إلروي شتاين من كلية علوم الحياة بجامعة تل أبيب في تطوير فئران نموذجية للمرض، ونشرت الرؤى الأولى حول شذوذ المادة البيضاء نتيجة الطفرة، في صحيفة BRAIN. وشارك في الدراسة الطلاب ميشال جيفا، ويوفال كابيلي، وليراز ماروم، ونينا ميندرول، وداليا بانهاسي، وجالي ريني بالتعاون مع الدكتور يانيف عساف من قسم البيولوجيا العصبية.
واستخدم الباحثون أساليب الهندسة الوراثية لتغيير جين الفأر الذي يرمز للوحدة الفرعية التحفيزية للإنزيم، وإدخال طفرة محددة فيه تسببت في انخفاض نشاطه بنحو 20 بالمئة. ومن خلية واحدة تحتوي على الطفرة المرغوبة، أنشأ الباحثون سلالة جديدة من الفئران. ومن خلال المراقبة المستمرة للتغيرات الصغيرة في دماغ الفئران بواسطة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، تبين أن الطفرة تسبب تأخر نمو مناطق معينة من الدماغ وأيضا بدء عمليات التنكس العصبي في سن مبكرة. وتبين أيضًا أن الفئران الطافرة لم تكن قادرة على إصلاح الضرر المستهدف في المادة البيضاء، بينما أصلحت الفئران المتحكمة الضرر بعد عدة أسابيع.
تعتمد الحالة الطبيعية وسلامة المادة البيضاء في الدماغ على التحكم الدقيق في عملية إنتاج البروتينات التي تشكل جزءًا من اللبنات الأساسية للميالين أو التي تعتبر ضرورية لعملية تكوينه. المايلين هو المادة العازلة التي تغلف امتدادات الخلايا العصبية وتسمح بانتقال الإشارة العصبية بكفاءة. ويؤدي خلل تركيبها أو تفككها إلى حدوث مشاكل في مرور الإشارات الكهربائية وأعراض عصبية حسب وظيفة الخلايا العصبية المتضررة. حتى الآن لم يتم تحديد أي جينات يعتبر التحكم في ترجمتها أمرًا بالغ الأهمية لتكوين وصيانة سلامة المايلين.
هناك العديد من أمراض المادة البيضاء في الدماغ، وأشهرها مرض التصلب المتعدد. وستمكن سلالة الفئران التي تم تطويرها في جامعة تل أبيب من فهم عمليات التحكم الأساسية لتكوين المادة البيضاء في سن مبكرة والحفاظ على سلامتها استجابة للأضرار التي تحدث في أوقات مختلفة طوال الحياة. ستكون هذه المعلومات المهمة ذات فائدة كبيرة لتطوير الأدوية التي ستكون ذات قيمة لمجموعة متنوعة من الأمراض التنكسية العصبية.
