25 דצמ' 2019

​​​

 

פרופ' ורדה שושן-ברמץ מהמכון הלאומי לביוטכנולוגיה בנגב (NIBN) והמחלקה למדעי החיים פענחה את האופן שבו דנ"א מיטוכונדריאלי יוצא מהמיטוכונדריה ומעורר מחלות אוטואימוניות

 

חוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב, המכון הלאומי לביוטכנולוגיה בנגב (NIBN) ומכוני הבריאות הלאומיים בארה"ב (NIH) פענחו את האופן שבו דנ"א מיטוכונדריאלי יוצא מהמיטוכונדריה ומעורר מחלות אוטואימוניות, וכיצד ניתן לחסום את יציאתו. החוקרים הדגימו את התגלית על מחלת הזאבת (לופוס), ממצאי המחקר פורסמו בכתב העת היוקרתי Science.

פרופ' ורדה שושן-ברמץ


את המחקר הובילו פרופ' ורדה שושן-ברמץ, המייסדת והמנהלת הראשונה של המכון הלאומי לביוטכנולוגיה בנגב​ וכן חברת סגל המחלקה למדעי החיים באוניברסיטת בן-גוריון בשיתוף עם ד"ר ג'אי צ'ונג (Jay Chung) מ-NIH.

פרופ' שושן-ברמץ, חוקרת בעלת שם עולמי בתחום המיטוכונדריה, גילתה מנגנון ייחודי של יציאת דנ"א מיטוכונדריאלי דרך תעלה גדולה  המורכבת מ-VDAC1. VDAC1 הוא חלבון שממוקם במיטוכונדריה, אברון תוך-תאי שמייצר את רוב האנרגיה שדרושה לתא והכרחי לתפקודו ותחזוקתו. כמו כן, המיטוכונדריה מעורבת בתמותת תאים כמאכסנת חלבונים משרה תמותה. במחקריה הקודמים הדגימה פרופ' שושן-ברמץ כי כאשר VDAC1 מתבטא ביתר, כפי שקורה בתנאי עקה ובמחלות שונות כמו במחלת האלצהיימר ובמחלות אוטואימוניות, נוצרת תעלה גדולה המורכבת ממספר יחידות של VDAC1 המאפשרת יציאה של חלבונים המפעילים מוות תאי מתוכנת (Apoptosis).

הממצא במחקר זה הוא שאותה תעלה גדולה של VDAC1 מאפשרת יציאה גם של דנ"א מיטוכונדריאלי, שהוא בעל מאפיינים משותפים עם הדנ"א החיידקי, ולכן מזוהה  על ידי מערכת החיסון כגורם זר המעורר תגובה אימיונית שבא לידי ביטוי במספר מחלות אוטואימוניות בהן זאבת, המוצגת במחקר זה.

החוקרים השתמשו במולקולה  חדשה בשם 4-VBIT שפותחה על ידי פרופ' שושן-ברמץ, כדי למנוע את היווצרות התעלה הגדולה   של VDAC1, ובכך נמנעה יציאתם של החלבונים גורמי התמותה והדנ"א המיטוכונדריאלי מהמיטוכונדריה. תהליך חסימה זה, מונע מוות תאי האופייני למחלות כדוגמת אלצהיימר ופרקינסון, וכן שחרור של דנ"א מיטוכונדריאלי כמו בזאבת.

הצגה סכמטית של המנגנון המוצע ליציאת DNA מיטוכונדריאלי

באיור: הצגה סכמטית של המנגנון המוצע ליציאת DNA מיטוכונדריאלי. מוצג מיטוכונדריון אשר גורמי מחלה מביאים להתארגנות החלבון VDAC במבנה היוצר במרכזו תעלה גדולה דרכה יכול לצאת ה DNA מהמיטוכונדריה ולגרום למחלה אוטואימונית כמו זאבת. 4-VBIT מונע יצירת התעלה הגדולה ולכן את יציאת ה-DNA והתפתחות המחלה.


פרופ' שושן-ברמץ בשיתוף עם קבוצת המחקר ממכוני הבריאות הלאומיים בארצות הברית בראשות ד"ר ג'יי צ'ונג, זכתה להצלחה מרשימה בטיפול בעזרת המולקולה החדשה במודלים עכבריים של מחלת הזאבת והקבוצה החלה במחקר עבור מחלות נוספות.

זאבת היא מחלה אוטואימונית כרונית שיכולה לתקוף חלקים שונים בגוף. על פי קרן לופוס האמריקנית, ישנם חמישה מיליון מקרים של המחלה ברחבי העולם ו -16,000 מקרים חדשים מדווחים מדי שנה, בחומרה קלה עד מסכנת חיים.

דנ"א מיטוכונדריאלי נמצא גם בפלזמה של חולים במחלות אוטואימוניות של המעי (כדוגמת ulcerative colitis  ו- crohn's disease). התוצאות הראשוניות מצביעות על כך שהמולקולה החדשה 4VBIT תאפשר פיתוח טיפולים עבור מחלות אלו ואחרות  הקשורות במוות תאים או לשחרור של דנ"א מהמיטוכונדריה.​