חלבון טאו מראה יתרונות בלתי צפויים בהפחתת נזק מוחי

מחקר שנערך על ידי חוקרים במכללת ביילור לרפואה ובמכון המחקר הנוירולוגי ע"ש איאן ודן דאנקן בבית החולים לילדים בטקסס מצא כי לחלבון טאו, הידוע כגורם מפתח בהתפתחותן של מספר מחלות ניווניות של מערכת העצבים, כולל אלצהיימר, יש גם תפקיד חיובי במוח. טאו מפחית נזק עצבי הנגרם מעודף מיני חמצן פעילים (ROS), או רדיקלים חופשיים, ומקדם הזדקנות בריאה. המחקר פורסם בכתב העת Nature Neuroscience.

"נוירונים חמצוניים (ROS) הם תוצרי לוואי טבעיים של תפקודים תאיים שונים בגוף. בעוד שרמות נמוכות של ROS מועילות, רמות עודפות מזיקות לתאים משום שהן גורמות להיווצרות של צורות רעילות של מולקולות אחרות, מה שמוביל לעקה חמצונית, כולל ליפידים שעברו חמצון", אמרה המחברת הראשית, ד"ר לינדזי גודמן, עמיתת פוסט-דוקטורט במעבדה של ד"ר הוגו בלן. "נוירונים רגישים במיוחד לעקה חמצונית וייהרסו אם רמות ליפידים שעברו חמצון לא יבוקרו כראוי."

טיפות שומנים מגנות על המוח מפני נזק חמצוני

ישנן עדויות הולכות וגדלות לכך שהמוח שלנו פיתח מספר אסטרטגיות נוירו-פרוטקטיביות כדי להילחם בנזק הנגרם על ידי ROS.

אסטרטגיה אחת כזו, שהתגלתה על ידי צוותו של בלן בשנת 2015, היא שנוירונים מייצאים את הליפידים הרעילים שעברו חמצון לתאי גליה שכנים, אשר לאחר מכן אוגרים אותם בטיפות ליפידים לאחסון וייצור אנרגיה עתידי. "תהליך זה מסיר ומנטרל ביעילות את הליפידים הרעילים הללו", ציין גודמן. "במחקר הנוכחי, בחנו את תפקידו של טאו ביצירת טיפות ליפידים בתאי גליה."

הצוות גילה כי טאו אנדוגני תקין בזבובים נדרש ליצירת טיפות שומנים בתאי גליה ולהגנה מפני ROS בנוירונים. באופן דומה, טאו נדרש ליצירת טיפות שומנים בתאי גליה שמקורם בחולדות ובני אדם.

למרות שביטוי של טאו אנושי רגיל היה מספיק כדי לשקם את היווצרותן וההבשלה של טיפות שומנים בתאי גליה בזבובים חסרי טאו טבעי, כאשר חלבון טאו אנושי זה נשא מוטציות הקשורות לסיכון מוגבר למחלת אלצהיימר, תאי גליה לא היו מסוגלים ליצור טיפות שומנים בתגובה ל-ROS בנוירונים.

ממצא זה מצביע על כך שמוטציות בטאו עשויות להפחית את יכולתו הרגילה של החלבון למנוע עקה חמצונית, בנוסף לגרימת הצטברות חלבונים האופיינית למחלה, כפי שתואר במחקרים קודמים. בסך הכל, נתונים אלה תומכים בתפקיד נוירופרוטקטיבי חדשני של טאו במאבק ברעילות הקשורה ל-ROS.

קשרים נוספים למחלות נמצאו באמצעות מודלים של זבובים וחולדות של מצבים המושרים על ידי טאו, בהם חלבון טאו אנושי עם מוטציות התבטא ביתר בתאי גליה. בתרחישים אלה, החוקרים שוב הבחינו בפגמים בטיפות שומנים בתאי גליה ובמוות תאים בתגובה ל-ROS בנוירונים. ממצא זה הראה כי טאו הוא מווסת רגיש למינון של טיפות שומנים בתאי גליה, וכי יותר מדי או מעט מדי ממנו עלולים להזיק.

"על ידי חשיפת תפקיד נוירו-פרוטקטיבי חדש ומפתיע של טאו, המחקר פותח את הדלת לאסטרטגיות חדשות פוטנציאליות להאטה, היפוך וטיפול במחלות ניווניות", אמר בלן, המחבר המקביל של המאמר. הוא פרופסור לביולוגיה מולקולרית וגנטיקה בביילור ומחזיק בקתדרה דאנקן NRI לנוירוגנטיקה. בלן הוא גם פרופסור "מצעד הדיים" לביולוגיה עוברית בביילור.

בניגוד לתפקידו ה"שלילי" הרגיל במחלות ניווניות של מערכת העצבים, מחקר זה מדגים כי טאו ממלא גם תפקיד חיובי בתאי גליה, ועוזר לספוג ליפידים רעילים, להפחית נזק חמצוני ובכך להגן על המוח. עם זאת, בהיעדר טאו או בנוכחות חלבוני טאו פגומים, אפקט מגן זה אובד, מה שמוביל להתפתחות מחלות.