חלבון עמילואיד בטא

חלבון עמילואיד בטא הוא מונח בביוכימיה המתאר משקע בלתי מסיס של חלבון. המשקע מופיע במגוון של מחלות כגון מחלת אלצהיימר, מחלת קרויצפלד יעקב, מחלת פרקינסון, סוכרת מסוג 2, קטרקט ועוד. לאחרונה נצפו משקעי העמילואיד בטא גם במוחם של אנשים בריאים. פירוש השם עמילואיד הוא ״דמוי עמילן״. השם ניתן כי עמילואידים נצבעים על ידי יוד באופן הדומה לצביעתו של עמילן. עמילואיד הוא מונח בביוכימיה אשר מתאר משקעים חלבוניים. משקעים אלה הם חלקים של החלבון APP, שחלבונים אחרים חתכו אותו למקטעים קצרים - עמילואיד בטא. בעיה בתהליך החיתוך של החלבון גורמת לשחרורו מהתאים ולאגירתו בין התאים במצבורים המכונים פלאקים (קיפול חלבונים לא נכון, נראים כמו גושים). פלאקים אלו גדלים עד שתאי העצב בסביבתם מאבדים את הקשרים ביניהם ובהמשך מתים. פלאקים דומים נמצאים בכמה גרסאות של דמנציה ומחלת השריר. תפקוד החלבון אינו מובן עדיין היטב. מחקר שהתפרסם בכתב העת Science Translational Medicine משער שיש לחלבון עמילואיד בטא תפקיד חשוב בהגנת המוח מפני זיהומים של חיידקים ופטריות. החוקרים מצאו זאת בהמשך למאמר קודם שפורסם ב-2010, בו מצאו שהחלבון יכול להרוג פטריות בתרבית ושפעילותו דומה למשפחת חלבונים אנטיביוטיים שאותה מייצרת מערכת החיסון. מחקרים בבעלי חיים הראו שהיעדר חלבון עמילואיד בטא אינו מוביל לאובדן ברור של תפקוד פיזיולוגי כלשהו. למרות זאת נמצאו מספר פעילויות פוטנציאליות לחלבון, כגון הפעלת אנזימי קינאז, נוגד מתח חימצוני, רגולציה של הובלת כולסטרול ופעילות אנטי מיקרוביאלית. קיימות אבחנות רבות של דמנציה ואלצהיימר בעולם ועדיין חוקרים לא הצליחו למצוא למחלה הזו תרופה. זוהי מחלה קשה המתמקדת במערכת העצבים המרכזית ונפוצה בעיקר בקרב קשישים. ייתכן שהמחלה מתפרצת בגלל שינויים במבנה המוח. בבדיקה נמצאו שינויים ברקמות המוח בצורה של קיפול חלבונים לא נכון (פלאק) וקשרים בסיבי הנוירונים. פלאק מתרחש כשחלבון אחר בממברנה השומנית שמקיפה את תאי העצב נחתך על ידי אנזים מסוים. דבר זה יוצר חלבוני עמילואיד בטא. חלבונים אלה דביקים ויש להם נטייה להתקבץ ביחד. הגושים האלו יוצרים את הפלאקים. הגושים האלו חוסמים את האותות ובכך גם את התקשורת בין התאים, ונראה שהם גם גורמים לתגובות חיסוניות שגורמות להרס של תאי עצב מושבתים. המדענים בטוחים בקשר בין עמילואיד בטא לאלצהיימר, אך הם אינם בטוחים לגבי תפקידו ומשמעותו. לפי רוב המדענים, הפלאקים רעילים וגורמים למוות של התאים, לכן אם נעכב את היווצרותם של הפלאקים נוכל לעכב את מחלת אלצהיימר. עד כה נכשלו הניסיונות לעכב את פעילות החלבונים או הפעילות ליצור חיסון נגד חלבון העמילואיד בטא. שאלה נוספת שמעסיקה את החוקרים היא איזה חלבון הוא האחראי הראשי למחלת אלצהיימר. במשך תקופה ארוכה הואשמו הפלאקים והעמילואידים, אך לאחרונה מתחזקת גם גישת הטאו. היו ניסיונות לפתח טיפולים נגד עמילואיד בטא, אך חלבון זה נמצא גם באנשים בריאים וגם בחולים (בצורה שונה אצל כל אחד), ולכן נראה כי הטיפול במחלה כרוך בתופעות לוואי רבות אשר עלולות לכלול דלקות והצטברות של נוזלים במוח. מעבודתו של (Schnk et al) נראה כי חיסון עם חלבון עמילואיד בטא יכול לעצור את פתולוגית העמילואיד והוא הוביל לשיפור אצל מודלים של עכברים. הרעיון הורחב כדי להראות שחיסון פסיבי עם נוגדנים של החלבון יכול להיות יעיל. כיום, הטיפול החיסוני עדיין נשאר בגישה המובילה לטיפול במחלת אלצהיימר. חוקרים ישראלים גילו טיפול יעיל למחלת אלצהיימר, הם גילו מעכב יעיל של אנזים המעורב בתהליך של הניוון, והם מקווים לבחון בקרוב את יעילותו בבני אדם. ייתכן כי מעכב זה הוא הצעד הראשון לפיתוח טיפול שהוא יעיל לאלצהיימר. מחלת אלצהיימר מאופיינת בין היתר בהיווצרות צברים של מקטעי חלבון הקרויים עמילואיד בטא ששוקעים במוח, ובסבכים של סיבי חלבון הקרוי טאו, המצויים בתוך שלוחות תאי עצב. שני מאפיינים אלו מושפעים מהאנזים GSK-3. GSK-3 הוא אנזים המוסיף קבוצות זרחה (פוספט) לחלבונים. פעילות האנזים מעודדת הצטברות של עמילואיד בטא ובכך בעצם מונע את פינויים ופירוקם של הצברים החלבוניים. זוהי אחת מהפעולות הגורמות לכך שהאנזים יהיה קשור בתהליך הטיפול באלצהיימר. מדיה וקבצים בנושא חלבון עמילואיד בטא בוויקישיתוף ד״ר יוחאי וולף, חוקרים: אלצהיימר הוא כשל של תגובה חיסונית, מדור ״מאגר המדע באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 2 ביוני 2016 Kumar, D.K et al., Amyloid-B peptide protects against microbial infection in mouse and worm model of Alzheimer’s disease Stephanie J. Soscia, The Alzheimer’s Diease- Associated Amyloud B-Protein is Antimicrobial Peptide רז דביר, מערכת החיסון נגד אלצהיימר, מדור ״מאגר המדע באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 2 בינואר 2017 Schenk D et al., Immunization with amyloid-beta attenuates Alzheimer- disease-like pathology in the PDAPP mouse. ד״ר נעם לויתן, חומר יעיל נגד אלצהיימר בעכברים, מדור ״מאגר המדע באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 23 בנובמבר 2016