סקירה מקיפה זו אשר נכתבה ע”י ד”ר שלמה חורי מובאת באדיבות הסתדרות הרוקחים אשר מפיקה את ה”רבעון לרוקחות“.

הסקירה מופיעה במלואה ב”רבעון לרוקחות” של דצמבר 2003 אשר יצא לאור בימים אלה וכולל כתבות וסקירות רבות ומגוונות. אנו מודים לד”ר חורי ולהסתדרות הרוקחים על אישורם לאפשר לכלל מנויי e-Med להנות ממאמר מקיף וחשוב זה, אשר לפתע, לאור האפשרות להתפרצות מחודשת של המחלה בארה”ב,  גם הפך להיות אקטואלי ביותר…

Prion diseases

מחלות אלה, שנקראות גם transmissible spongiform encephalopathies כוללות את: מחלת ה-kuru שנתגלתה בניו גינאה, בקרב שבט עתיק של קניבלים ואשר קטלה למעלה מ-1100 בני אדם בשטח גיאוגרפי תחום ומוגדר, את מחלת ה-“הפרה המשוגעת”-Creutzfeld-Jakob disease(CJD) ,מחלת( Gerstman-Straussler-Scheinker(GSS שידועות בבני אדם. כמו את מחלות: Scrapie ו-Bovine Spongiform encephalopathy(BSE) שידועות בחיות.

במשך שנים רבות חשבו שמחלות ה-Prion (פריאון בעברית) נגרמות ע”י וירוסים למרות העדויות הרבות ששללו זאת.

המאפיין הייחודי והמשותף לכל המחלות הללו בין אם אלה ספורדיות,עוברות באופן דומיננטי בירושה או נרכשות בעקבות הדבקה, זו הסטייה במטבוליזם של חלבוני הפריאון- Protein(PrP) Prion.

במרבית המקרים בתהליך שלאחר התרגום (הסינתזה של החלבון על גבי הריבוזום) נעשה שנוי בקונפורמציה של החלבון הפריאוני, כך, החלבון הפריאוני הצלולרי הרגיל (PrPc ) הופך לחלבון בעל מבנה מרחבי שונה, שעמיד בפני פירוק ע”י פרוטאזות.

חלבון זה מסומן בבני אדם PrPCJD – ובבעלי חיים-PrPSc .

טרמינולוגיה

בשל מורכבותם של המחלות הפריאוניות והצורך לעשות הבחנה בין גנים של פריאון טבעי ומוטאנטי ובין פריאונים פטוגנים שמסונטזים ע”י בני אדם,

לאלה של בעלי חיים,כמו לבדל בין הפריאונים שמועברים בהדבקה מתבדידים פריאונים אחרים, או לאפיין את הפריאונים הטבעיים לעומת אלה שמיוצרים במעבדה ומשמשים בעכברים טראנסגניים,נדרשת נומנקלטורה פשוטה וברורה, נושא זה צובר תאוצה, הסימונים שמובאים כאן מקובלים ע”י מרבית המדענים שעוסקים בשטח זה.

PrPC מסמן את האיזופורם החלבוני הצלולרי הרגיל שמיוצר באופן מתמיד ורציף ע”י התאים של בני אדם או של בעלי חיים.

PrPSc מסומן כ-PrP פטוגני שמסונטז ע”י איזה שהוא בעל חיים, בין אם הסינטזה מתרחשת בעקבות החדרה של הפריאון מבני אדם או מבעל חיים או ע”י התבטאות גן מוטנטי של-PrP .

PrPCJD – מסומן כ- PrP פטוגני שמסונטז ע”י בני אדם ללא קשר באם המחלה הפריאונית ספורדית,גנטית או נרכשה בשל זיהום.

הגנים ההומניים שלPrP נמצאים על הזרוע הקצרה של כרומוזום 20 ומסומנים- PRNP.

הגנים של PrP בעכברים מסומנים-Prn-p .

הסימון מסובך יותר בחיות שעברו טרנסגנציה -( Tg) ) שבהם מתבטאים גנים זרים או מוטנטים של PrP . במקרה כזה מסמנים את הגן המועבר בתוך סוגריים,כך למשל, גן עכברי שמדמה מוטציה בקודון 102 במחלת GSS ההומנית ואשר גורם להחלפה של הפרולין ב לאוצין , יסומן כך: ( Tg(MoPrP-P102L .

הבסיס המולקולרי במהלך היווצרות המחלות הפריאוניות

הרבה השערות קיימות לגבי הפטוגנזה של המחלות הפריאוניות בבני אדם, בין אם נרכשו בהדבקה ,בין שהן ספורדיות או גנטיות. מחקרים שנעשו על חיות מעבדה נגועות במחלת הצאן Scrapie ולאחרונה גם על עכברים טרנסגניים-Tg שנושאים את הצורה הגנטית של המחלה, הראו שהצורות הבלתי נורמליות של החלבון הפריאוני, ממלאות תפקיד מרכזי באתיולוגיה ובפטוגנזה של כל המחלות הפריאוניות.

יש ויכוח בקרב המדענים באם החלבון הפריאוני שעמיד בפני פירוק ע”י פרוטאזות ושקיבל את הסימון-PrPSc (החלבון הפריאוני שעובר ממחלת ה-Scrapie ) הוא הגורם היחיד האחראי למחלות אלה, יחד עם זאת מקובל על כל החוקרים שחלבון זה הוא הגורם המרכזי לכל המחלות הנוירודגנרטיביות בהם מעורבים גורמים פריאונים.

סימנים לפתרון התעלומה

הדרך בה עובר החלבון PrPc מהקונפורמציה הנורמלית לצורת החלבון בעלת הקונפורמציה הפטוגנית ה-PrPSc, לא לגמרי ברורה.

שני מחקרים חדשים שהתפרסמו בחודש אוקטובר שנה זו ב-Nature,עוזרים להבין מעט יותר את התמונה. חיבור של הנתונים שהתבהרו בעקבות עבודות לה, מראה שיש פוטנציאל להתערבות דיאגנוסטית וטיפולית במחלת ה-CJD ומחלות פריאונית אחרות חשוכות המרפא.

Adriano Aguzzi פרופסור במכון הנוירופטולוגי בבית החולים האוניברסיטאי של ציריך והצוות שלו חקרו את המנגנונים בהם הפריאונים עוברים ממקום ההדבקה הראשוני, המערכת החיסונית,לעבר מערכת העצבים. חוקרים אלה התרכזו בטחול, שבו העצבים

קרובים לתאים הדנדריטים הפוליקולריים follicular dendritic cells(FDCS) שמאחסנים את העתודה החיסונית העיקרית לפריאונים.

החוקרים שאלו מה יקרה אם יצמצמו או יגדילו את המרחק בין ה-FDCS והעצבים בטחול (עכברים טרנסגיים שהנדסו לכך מאפשרים בדיקות כאלה) בהקשר להתקדמות הגורם הפריאוני בתאים.

החוקרים מצאו שקיצור המרחק, מאיץ באופן משמעותי את התקדמות המחלה, לעומת זאת, ע”י הסרה של ה-FDCS אפשר להגן באופן מלא בפני המחלה.

החוקרים הסיקו מכך ש “המרחק בין ה-FDCS והאזור המעוצבב של הטחול קובעים את המהירות והיעילות של חדירת גורם המחלה לתוך העצב”.

הפטוגנזה של המחלות הפריאוניות היא תהליך איטי באופן יוצא דופן, אומר Aguzzi , בסדרי גודל של שנים,כאשר קיים פער גדול בזמן, בין תהליך ההתרבות של הפטוגן בתוך התאים הדנדריטיים הפוליקולריים, עוד בטרם הם מועברים למוח ,ובין הזמן בו הם מתבייתים לתוך תאי העצב.

אם אפשר יהיה לזהות את המחלה בשלב מוקדם,יתכן מאוד ואפשר יהיה גם לטפל במחלה ביעילות,למשל ע”י חסימת המעבר מהמערכת החיסונית לעבר המוח,”כיבוי” של מערכת ה-FDCS הוא טיפול נוח ואינו גורם לתגובה אימיונוסופרסיבית חמורה, מניח Aguzzi .

דיאגנוסטיקה מוקדמת מחייבת שיטה אבחונית טובה,כאן מקום הדיווח השני ב-Nature שהתפרסם באותה מהדורה של אוקטובר 2003,

ע”י Surachai Supattapone פרופסור חבר במחלקה לביוכימיה בבית הספר לרפואה ב-Dartmouth ואנשי צוותו,אשר מצעיד אותנו צעד נוסף לעבר היעד. בקבוצה זו עבדו על צורה מולקולרית דומה ל-PrPSc של Scrapie אשר גם היא עמידה לטיפול בפרוטאזות, אותה בחרו לסמן בשם המקוצר-PrPres,הם עבדו במערכת-in vitro , והצליחו להראות שהמעבר מהצורה הטבעית לצורה הפטוגנית דורש RNA.

טיפול בהומוגנט של מוח אוגר נורמלי (שהוא לצורך זה המקור של PrPc ) ע”י RNAse (אנזימים מפרקי RNA ) עיכב את תהליך ההפיכה של PrPc ל- PrPSc ,לעומת זאת כאשר הוסיפו RNA אקסוגני, תהליך ההפיכה הואץ ובלבד שהמקור של ה RNA היה של יונק.

חשיבות ממצאים אלה כפולה, מצד אחד אפשרות להעלות את רגישות הבדיקה המעבדתית ומצד שני נפתחת זווית חדשה בחיפוש אחר פתרון טיפולי למחלות חשוכות מרפא אלה.

הרחקה של PrP מנוירונים נגועים בפריאונים מונעת את המחלה

מנגנון ההרעלה העצבית ע”י פריאונים לא ברור,תרופות שמונעות הצטברות של-PrPSc בתאים,אינן מאריכות את חייהם של עכברים נגועים בפריאונים. John Collinge ואחרים דיווחו בעיתון Science מה-31.10.2003,על עבודות בהם הראו שהרחקה של-PrPc אנדוגני עצבי, מעכברים שלהם הוחדר פריאון כגון-PrPSc לתאי העצב שלהם, הביאה למניעת איבוד הנוירונים ובכך להבראה מהמחלה, בעוד שרמה דומה של -PrPSc חוץ עצבי שנצברת בתאי עכברים מהזן הפראי היא קטלנית.

איך התחיל סיפור הפריאונים  ?

עוד בשנת 1972 החל Stenly B. Prusiner פרופסור במחלקה לנוירולוגיה באוניברסיטה של קליפורניה בסן פרנסיסקו,לחפש אחר הגורם המסתורי שקטל חולה במחלקתו ואשר סבלה מדימנציה מתקדמת אך מתה מ-CJD, כשגורם המחלה הוגדר בזמנו “slow virus“.

כמובן שהוכחות ברורות לכך לא היו אז,העובדה שוירוס כל כך איטי הוא גורם המחלה לא נראתה לסטנלי סבירה,בעקשנות ותוך התפלמסות כנגד התפיסה הבסיסית ששוללת הדבקה ע”י חלבון ללא שייר נוקלאוטידי,הצליח לבודד את החלבון גורם המחלה.

סטנלי עצמו אומר שהוא השקיע מאמצים גדולים כדי לאתר את הגורם הנוקלאוטידי אך זה לא נמצא.

העובדה שטיפול ב-UV לא חיסל את גורם המחלה חיזקה את הדעה שמדובר בחלבון עמיד ביותר. סטנלי נתן לחלבון זה את השם -Prion לפי שמדובר על protein and infectious.

כאשר הממצאים התרבו והקהילה המדעית השתכנעה ואימצה את רעיון הפריאון , החלו הפרסים וההערכה לזרום, גולת הכותרת של הוקרה זו הייתה הענקת פרס נובל לרפואה לשנת 1997 לסטנלי פרוסינר. סטנלי נולד ב-1942 בארצות הברית והוא מרחיב את רשימת היהודים שזכו לפרס נובל.

בדברי ועדת הפרס נאמר”פרוסינר הוסיף את הפריאונים לרשימה המאוד ידועה של גורמי מחלה מדבקים שכוללים את הבקטריות,וירוסים,פטריות ופרזיטים.

בדיקה פשוטה מאפשרת זיהוי גורם המחלה בשתן

הבדיקה החד משמעית היחידה לפריאונים שקיימת היא ביופסיה של המוח,דבר שנבדק רק לעיתים נדירות,מרבית המקרים אומתו רק לאחר המוות.

צוות מחקר בראשותה של פרופ’ רות גביזון מבית הספר לרפואה באוניברסיטה העברית בירושלים הצליח לזהות שיטה לאיתור גורם המחלה בשתן של חיות או של בני אדם.

.בסיס השיטה הוא עמידות של החלבון בפני פירוק אנזימטי . הבדיקה מאתרת marker (סמן) שמעיד על המצאות גורם המחלה.

הדסה, רשמה פטנט על התגלית ובקרוב תהיה ערכת בדיקה מסחרית. מדינות רבות מגלות עניין רב בתגלית שכן בדיקת שתן יחסית פשוטה יכולה לאתר את המחלה לפני שמופיעים הסימנים,דבר שיאפשר הכחדה של אותם חיות נגועות בלבד מבלי להזדקק לחיסול העדר כולו.

בבני אדם יש לכך חשיבות רבה שכן גילוי מוקדם ימנע מתן מנות דם ע”י אנשים שנושאים את גורם המחלה. כמו כן הדבר יאפשר זירוז המחקר הבסיסי והקליני של המחלות הפריאונית כולן והוריאנטים ההומנים בפרט.

פרופ’ גביזון עבדה עם סטנלי פרוסינר בזמן הגילוי הגדול של הפריאונים ,כאשר דאגה לפזר את הפריאונים לתוך הליפוזומים ולבודד את רעלני ה- Scrapie בעזרת קשירתם לנוגדנים של-PrP , את ההפרדה עשתה על עמודות.

מוטציות גנטיות ב-PRNP

כאמור הגנים של PrP מסודרים על הזרוע הקצרה של כרומוזום 20, מחקרים גנטיים רבים נעשו כדי לאתר מוטציות בקרב משפחות מקבוצות אתניות שונות,הקבוצה שממקדת את התעניינותם של המדענים היא זו של יהודי לוב, בהם נמצאה מוטציה בקודון 200.

מוטציה זו היא במרבית המקרים הטרוזיגוטית ושכיחותה בקרב קבוצה זו גדולה פי 100 יותר מאשר באוכלוסייה הכלל עולמית. עד עתה נתגלו 51 יהודים לובים עם CJD .

למחלת אלצהיימר(AD ) ולמחלות פריאוניות(PrD ) בסיס מולקולרי משותף !

Adriano Aguzzi חוקר בכיר בשדה הפריאונים מוצא קשר בין ה-AD ובין המחלות הפריאוניות – PrD, למרות העובדה ששליש מקרב בני השמונים ומעלה חולים ב AD, ואילו רק אחד מבין מיליון איש חולים ב PrD .

בשתי המחלות קיים שיבוש במטבוליזם של חלבוני ממברנות תאי העצב, ובאופן שבו חלבונים אלה נצברים באותם תאים.

Aguzzi סבור שיש סיבות טובות לחשוב שהתקדמות בהבנת ה- AD תתרום להגברת הידע על המחלות הפריאוניות, ולהפך.

סיכום

מחלת הצאן-Scrapie , מחלת הפרה המשוגעת בחיות, או הוריאנט ההומני ה-vCJD , ה-GSS ומחלת ה-KURU , הידועות בבני אדם – לכולם גורם משותף:  ה-Prion- חלבון עמיד בפני פרוטאזות.

מאז גילוי ה-Prion ע”י סטנלי פרוסינר חלה התקדמות אדירה, נמצאה שיטה לזהויי מוקדם בשתן, בדיקות דם רגישות הולכות ומשתכללות, והבנת מנגנון התפתחות המחלה והבסיס המולקולרי מתחילים להתבהר.

לאחרונה נתגלו ממצאים שיש בהם כדי להאיץ את המחקר לעבר מציאת טיפול למחלות אלה: סטימולציה של החלבון הפריאוני ע”י RNA אנדוגני, מיקום של ה-FDCs והשפעתו על התפתחות המחלה כמו גם היכולת למנוע את המחלה ע”י ריקן ה-PrP מתאי העצב. 

כל אלה וממצאים דומים אחרים שיתגלו בהמשך נותנים תקווה למציאת תרופה למחלות חשוכות מרפא אלה.

מקורות:

1.Prion Diseases , StephenJ. DeArmond and Stanly , B.Prusiner
www.acnp.org/g4/GN401000147/CH144.html

2.RNA molecules stimulate prion protein conversion , NATAN R. DELEAULT,RALF W.LUCASSEN&SURACHAI SUPATTAPONE , Nature 425 717-720(16 October2003)

3.positioning of follicular cells within the spleen controls prion neuroinvension, Nature AOP,pblished online 15 October 2003.

4.Depleting Neural PrP in Prion Infection Prevents Disease and Reverses Spongiosis. , Science-Abstracts:Mallucciet al.302(5646):871

5.Games Played by Rogue Protein in Prion Disorders and Alzheimer’s Disease. , Science-Abstracts:Aguzzi and Haass 302(5646):814