משפרים את הזיכרון

במחקר חדש שנערך בחוג סגול לנוירוביולוגיה והתפרסם ב-JOURNAL OF NEUROSCIENCE, מצאו החוקרים דרך לשפר את הזיכרון באמצעות מניפולציה על מולקולה ספציפית, שידועה כמולקולה שמתפקדת באופן לקוי בזיקנה וקשורה קשר הדוק במחלת האלצהיימר. החוקרים אף הצליחו בפעם הראשונה לתמרן את פעילות המולקולה מבלי ליצור פגיעה קוגניטיבת.

"אנו יודעים שבמחלת האלצהיימר אותו חלבון, ה-PERK, פועל לא כראוי. ההצלחה שלנו לתמרן את הביטוי שלו מבלי לגרום לפגיעה בפעילות התקנית של המוח פותחת בפנינו דרך גם לשפר את הזיכרון ואולי גם להאט את התפתחות הפתולוגיה של מחלות דוגמת האלצהיימר", אמר פרופ' קובי רוזנבלום, ראש המעבדה בה נערך המחקר.

ממחקרים קודמים שנערכו באוניברסיטת חיפה ומעבדות אחרות בעולם, ידוע כי תהליך גיבוש הזיכרון במוח קשור לסינתזה של חלבונים - יצור בקצב גבוה יוביל ליצירת זכרון חזק שנשמר לאורך זמן וקצב יצור איטי יוביל ליצירת זכרון חלש, שאולי לא יתגבש כלל לזיכרון לטווח ארוך - ולמעשה, לשכחה.

במחקר הנוכחי ביקשו החוקרים, ד"ר הדיל עונאללה-סעד וד"ר ויג'נדרה שארמה, שניהם מהמעבדה של פרופ' קובי רוזנבלום בחוג סגול לנוירוביולוגיה באוניברסיטת חיפה, לבדוק את הפעילות של החלבון eIF2 אלפא, חלבון שידוע כ"ברז" או ווסת הקובע את קצב סינתזת החלבונים במוח בעת גיבוש זכרון.

ממחקרים קודמים החוקרים ידעו כי ישנם שלוש מולקולות מרכזיות שפועלות על החלבון, ולמעשה הן אלה שמפעילות אותו או מעכבות את הפעלתו. בשלב הראשון הם ביקשו לבדוק מה המשקל והתפקיד של כל אחת מהמולקולות השולטות על פעילות ה-eIF2 אלפא ולפיכך גם על יכולת יצירת זיכרונות. לאחר בדיקות שנערכו ברמת הרקמה והתא, גילו החוקרים שהמולקולה המרכזית שמבקרת את פעילות החלבון היא מולקולת ה-PERK.

"לעובדה שזיהינו את ה-PERK כבקר המרכזי הייתה משמעות מיוחדת. ראשית, כמובן, זיהינו את הרכיב הדומיננטי. שנית, ממחקרים קודמים אנו כבר יודעים שבמחלות דגנרטיביות, דוגמת האלצהיימר, ה-PREK מתפקד בצורה לקויה. שלישית, ה- PERK מתפקד בתאים שונים כולל נוירונים כנטר ובקר של  עקה (סטרס) מטאבולי. כלומר, מצאנו מולקולה שיש לה חשיבות מרכזית בתהליך של יצירת וגיבוש זיכרון ושאנו יודעים שמתפקדת באופן לקוי במחלת האלצהיימר", אמרה ד"ר עונאללה-סעד.

בחלקו השני של המחקר ביקשו החוקרים לבדוק האם הם יכולים לתמרן את המולקולה בצורה כזו שתגרום לשיפור הזיכרון. לצורך כך הם השתמשו ב-2 שיטות מקבילות, האחת שימוש בתרופה (מולקולה קטנה) והשנייה על ידי שימוש בשינוי גנטי המועבר לתאים במוח דרך "ווירוסים" שיכולים לשמש כתרפיה גנטית.

בהשתקה של פעילות ה-PERK או הורדת כמותו באמצעות תרפיה גנטית, שנעשתה בשיתוף עם ד"ר אפרת אדרי מהמרכז לשינויים גנטיים במוח, נמדד שיפור של 30% זיכרון של חווית חיוביות או שליליות. יתרה מזאת, החולדות הראו גם שיפור בזיכרון ארוך טווח וגם פלסטיות התנהגותית טובה יותר כאשר למדו טוב יותר "לשכוח" חוויה רעה. כלומר, ברמה ההתנהגותית היה ברור כי תמרון ה-PERK שיפר את הזכרון ואת היכולות הקוגניטיביות ב-2 שיטות שונות.

כשהחוקרים בחנו את הרמה התאית והמולקולארית, הם גילו כי הפעולה שנקטו אכן גרמה להשתקת הביטוי של ה-PERK, מה שאפשר ל"ברז" - לחלבון ה eIF2 אלפא - לפעול בצורה טובה יותר ולגרום להגברת קצב סינתוז החלבונים. יתרה מזאת, היה מתאם ברור בין רמת השתקת ה-PERK לבין הזיכרון, כלומר, ככל שהשתקת ה-PERK הייתה יעילה יותר, כך הזיכרון היה טוב יותר.

אולם בפני החוקרים עמדה בעיה נוספת. מחקרים קודמים שעסקו בתמרון של ה- PERK באופן כללי בחיות מהונדסות גנטית גרמו לקיבעון התנהגותי. "המוח פועל בצורה מורכבת ביותר וכל פעולה קשורה קשרים הדוקים לפעולות רבות אחרות. במחקר שלנו הצלחנו להביא לשליטה  כזו ב-PERK שלא גרמה להשפעה על שליפת זכרונות קיימים או לכל פגיעה קוגניטיבת אחרת", אמרה ד"ר עונאללה-סעד.

"במחקר הנוכחי הוכחנו כי אנחנו מסוגלים לחזק את התהליך של יצירת החלבונים במוח ולגרום ליצירת זכרונות טוב יותר למשך זמן ארוך. אולם ברגע שעשינו זאת תוך תמרון המולקולה שאנחנו יודעים שמתפקדת באופן לקוי במחלת האלצהיימר  וקשורה להליכי זיקנה אנחנו פותחים אפשרות לפיתוח של תרופות שיוכלו להאט את התקדמות מחלות חשוכות מרפא דוגמת מחלות מוח ניווניות ובראשם מחלת האלצהיימר", סיכם פרופ' רוזנבלום.