רעיון מרכזי מדעי המוח ופסיכולוגיה פורסם: 31 בינואר, 2019

מדוע חשוב כל כך לחקור מחלות נדירות: האם שמעתם על המחלה הזו?

תַקצִיר

יש מחלות שמשפיעות על אנשים רבים, וזה, כמובן, רע מאוד. יש גם מחלות נדירות, שרק מעטים סובלים מהן, וזה כבר נשמע חיובי יותר, אבל... לא למי שחולה במחלה. העובדה שהן נדירות אפילו פועלת לרָעת החולים, כי חברות תרופות רבות לא מעוניינות להשקיע בפיתוח תרופה שרק מעטים יקנו. במאמר זה תספר לכם פדריקה על החוויה שלה כחוֹלה במחלה נדירה, ותסביר מה גורם למחלה קשה זו ומה אפשר לעשות, אם בכלל, כדי לרפא אותה. אנחנו מקווים שבעתיד תוכלו לעזור לנו למצוא תרופה שתאפשר לפדריקה להחלים.

מבוא

שמי פֶדֶריקָה. יש לי מחלה עם שם מסובך: אָטָקסיָית פרידרייך [1]. אטקסיה הוא מצב שבו החולה מאבד שליטה על תנועות הגוף. היא משפיעה על שיווי המשקל, על הקואורדינציה, ועל הדיבור. קיימים סוגים שונים של אטקסיה. הסוג שאני סובלת ממנו קרוי על שם ניקולאוס פרידרייך, רופא גרמני שאבחן לראשונה את המחלה בשנים 1877-1863 אצל חמישה חולים שאובחנו אצלם לפני כן בטעות מחלות אחרות עם תסמינים דומים (אך לא זהים) [2].

מהי אטקסיית פרידרייך?

ראשית ארגיע אתכם: זוהי אינה מידבקת. היא מחלה שירשתי מהוריי, ושאני עלולה להוריש אותה לילדיי. אסביר למה אני מתכוונת: כפי שאולי ידוע לכם, כל תינוק יורש חצי מהמידע הגֶנֶטי שלו (שקובע למשל אם יהיו לו עיניים כחולות או חומות, שיער בלונדי או חום, מה תהיה היכולת השִכלית שלו וכו’) מאמו, וחצי מאביו. המידע נקרא “גנטי” כי הוא מאוחסן ביחידות קטנות הנקראות גֶנים. כל גֶן מכיל הוראות לייצור חלבון מסוים. בזכות החלבונים אנחנו יצורים חיים ומתַפקדים, וכל חלבון ממלא תפקיד מיוחד בתא. הגנים מסודרים במבנים הנקראים כרומוזומים. בכל תא בגוף האדם יש 23 זוגות כרומוזומים – כרומוזום מהאב וכרומוזום מהאם בכל זוג.

אנחנו יורשים כרומוזומים משני הורינו, כך שכל אחד מאיתנו הוא יחיד במינו. כלומר, בזכות התהליך הזה, כל אחד מאיתנו יורש תכונות מסוימות (למשל צבע שיער או עיניים) מאמו, ואחרות מאביו. חשוב שכל הורה יוריש לצאצא רק חצי מהמידע הגנטי, כי שני החצאים יוצרים אדם אחד. מה קורה כשהכרומוזומים של האב ושל האם מכילים מידע שונה? איך הגוף מחליט באיזה מהם להשתמש? האם לתינוק יהיו, למשל, עיניים כחולות כמו לאמא או חומות כמו לאבא, והאם יהיה לו שיער חום או בלונדי? בדרך כלל אחת התכונות פחות “חזקה” מהשנייה. היא נקראת “תכונה רצסיבית”, והיא יכולה להתקיים אצל אדם בלי להֵיראות (להתבטא). במקרה כזה אומרים שהאדם הוא נַשָֹא של התכונה. תכונה רצסיבית מתבטאת רק אצל מי שירש אותה משני ההורים, ולא רק מאחד.

אבל המידע הגנטי לא קובע רק מה יהיה צבע השיער או העיניים. יש גֶנים השולטים בתפקודים חיוניים של הגוף. אם בגנים כאלה יש פגם קטן (מוטציה), הדבר עלול לשבש פעולות חיוניות בגוף וכך לגרום למחלה. אם הגֶן הוא רצסיבי והילד יורש אותו רק מהורה אחד, הוא יהיה נשא שלך המחלה, אך לא יחלה בה ולא יסבול מהתסמינים. אבל אם הוא יורש גֶן כזה משני הוריו, הוא יחלה במחלה. כפי שאפשר לראות באיור 1, אם שני ההורים נַשָֹאים של גן רצסיבי, יש סיכוי של 1 מתוך 4 שלילדם יהיו שני גנים כאלה. ילד שירש שני גֶנים פגומים יחלה במחלה, למרבה הצער.

איור 1 - כיצד תכונות עוברות בירושה.
  • איור 1 - כיצד תכונות עוברות בירושה.
  • התכונות מועברות מדור לדור לפי ההוראות שבגֶנים. כל הורה מוריש לכל ילד מחצית מהגנים שלו/שלה, ובכל ילד, מחצית מהגנים הם מאמו ומחציתם מאביו. אם הגֶן “דומיננטי”, התכונה שנגרמת מגן זה תופיע אצל הילד גם אם קיבל את הגן רק מהורה אחד. אם הגֶן “רצסיבי”, התכונה תופיע רק אם הילד ירש גן כזה מהאם וגם מהאב. המשמעות היא שלזוג הורים שהם נשאים של גן רצסיבי יש סיכוי של 1 מ-4 להוליד ילד שבו תופיע התכונה הרצסיבית (כמו צבע עיניים, צורת האף או מחלה גנטית).

אטקסיית פרידרייך היא מחלה רצסיבית כזו, והיא נגרמת בגלל מוטציה בחלק של גֶן מסוים הנקרא FXN. הגן הזה זוהה ב-1996, אחרי שנים רבות של מחקר [3]. לרוע מזלי, שני הוריי היו נשאים של FXN עם מוטציה, ואני ירשתי אותו משניהם. אדם אחד או שניים מתוך 50,000 סובלים ממחלה זו. זהו הסוג הנפוץ ביותר של אטקסיה תורשתית [5 ,4]. היא נחשבת למחלה נדירה כי יש מחלות רבות אחרות שהן הרבה יותר נפוצות ממנה, למשל סרטן או סוכרת. אבל אם נדמה לכם שרק מעט אנשים חולים בה, חַשבו כמה מהם נמצאים, למשל, בערים כמו לונדון, ניו יורק או מקסיקו סיטי, שיש בהם מיליוני תושבים. בכל מקרה, ודאי תבינו שמבחינתי לא משנה עד כמה המחלה נחשבת “פחות חשובה” מאחרות: אטקסיית פרידרייך קרתה לי.

מה התסמינים?

אטקסיית פרידרייך היא אחת מהמחלות הניווּניוֹת של מערכת העצבים. המילה “ניווּנית” פירושה שתסמיני המחלה הולכים ומחמירים עם הזמן. מהם התסמינים האלה? אף על פי שהגורם למחלה נמצא בעיקר במערכת העצבים, התסמינים משפיעים על איברים אחרים בגוף, ביניהם השרירים והלב. התסמינים הטיפוסיים הם חוסר יציבות וסירבול בהליכה, ובעיות בתיאום תנועות הגוף. עַקמת של עמוד השדרה מתפתחת בדרך כלל עוד לפני בעיות הקואורדינציה. במקרים נדירים יותר יש הגדלה של הלב לפני שמופיע סירבול בתנועה. עם התפתחות המחלה השרירים נחלשים, ורוב החולים מתחילים בשלב מסוים להזדקק לכיסא גלגלים (איור 2). בגלל אובדן הקואורדינציה, הם מתחילים להתקשות אפילו בפעולות פשוטות כמו דיבור, אכילה, צחצוח שיניים, הסתרקות וכתיבה. יש איברים המושפעים יותר מאחרים. המחלה אינה משפיעה על החושים, כך שהחולים עדיין מרגישים מגע, כאב, קור וחום – אבל בעיכוב מסוים, כי המחלה משנה את המהירות שבה העצבים מוליכים אותות. לכן חולי אטקסיית פרידרייך מרגישים לפעמים את התחושה באיחור של חצי שנייה, אבל עוצמת התחושה לא משתנה.

איור 2 - חולה טיפוסית באטקסיית פרידרייך, בכיסא גלגלים.
  • איור 2 - חולה טיפוסית באטקסיית פרידרייך, בכיסא גלגלים.
  • החולים במחלה נראים בתחילה בריאים, אבל עם הזמן הם מאבדים את היכולת ללכת. הרגשות, המחשבות, הרצונות והשאיפות שלהם לא משתנים, אבל הם מפתחים נכוּת.

הגיל שבו התסמינים מופיעים לראשונה, וגם חוּמרת התסמינים, שונים מאדם לאדם. אצל רוב החולים, הם מופיעים לראשונה בגיל ההתבגרות. אני עצמי הייתי רק בת תשע כשהופיע הסימפטום הראשון – בעיית לב. בגיל 13 התחלתי להתקשות בהליכה, אבל עדיין לא הצליחו לאבחן ממה אני סובלת. האבחון הגיע רק בהמשך, בזכות בדיקה גנטית. כפי שאתם רואים, חשוב מאוד לבצע בדיקות כאלה – אבל כדי לדעת מה לבדוק צריך לדעת קודם באיזה גֶן מדובר. לא בכל המקרים זה ברור, ואני מכירה תודה עצומה לחוקרים שגילו את הגן FXN.

אפילו אחרי שאובחנתי סוף-סוף, ידעתי רק את שם המחלה שלי: אטקסיית פרידרייך. באותן שנים האינטרנט עדיין לא היה בשימוש נרחב כמו היום, ולא הייתה לי גישה קלה אליו. ידעתי רק שיש לי “הצטברות של ברזל בתָאים”, מה שאכן נכון. הייתי סקרנית מאוד ורציתי לדעת כמה שיותר. התחלתי לשאול את הוריי הרבה שאלות, שאת התשובות עליהן הם לא ידעו (או טענו שאינם יודעים). התחלתי לחקור בכוחות עצמי ולנסות לגלות את הגורמים למחלה, שעניינו אותי הרבה יותר מהתסמינים: את התסמינים הרי חוויתי כבר בעצמי. במקום זאת התמקדתי בגילוי הגורמים למחלה – וזה היה הצעד הראשון בהתמודדות שלי איתה.

מה גורם לאטקסיית פרידרייך?

מה קורה כאשר יש מוטציה בגֶן FXN? זה אולי נשמע מוזר, אבל המחלה נגרמת כשחסר בגוף חלבון מסוים. אסביר למה אני מתכוונת. בבשר (כלומר גם בשרירים שלנו), בביצים, ובמזונות רבים אחרים שאנחנו אוכלים, יש כמות גדולה של חלבונים. אבל לא כל החלבונים דומים זה לזה. בגוף האדם יש בין 20,000 ל-25,000 סוגים שונים של חלבונים. כל חלבון מבצע תפקיד משלו, כמו עובד בחֱברה. בכל חברה יש לכל עובד ועובדת תפקיד אחד לפחות, וחשוב שכל עובד יבצע את תפקידו כדי שגם העמיתים שלו יוכלו לתפקד בצורה תקינה. אצל חולי אטקסיית פרידרייך עם מוטציה בגֶן FXN, חסר רק “עובד” אחד במערכת – חלבון בשם פְרָטָקסין. גופם מייצר פרטקסין, אבל לא בכמות מספקת. מתברר שזה חלבון חשוב מאוד, כי לחסרונו יש השפעות חמורות כל כך – אבל עד שהתגלה הגֶן FXN, איש לא שם לב לקיומו של החלבון הזה! נשאלת כמובן השאלה מה בעצם תפקידו של הפרטקסין. הנושא הזה עדיין שנוי במחלוקת – כלומר, במילים פשוטות, אף אחד עדיין לא יודע.

גם אחרי עשרים שנות מחקר הדרך עוד ארוכה, אבל עכשיו אנחנו כבר יודעים כמה עובדות על פרטקסין. ראשית, הוא נמצא בכל תאי הגוף. רמות הפרטקסין הגבוהות ביותר נמצאות בלב ובחוט השדרה, ורמות פחות גבוהות נמצאות במוח, בכבד, בשרירים ובלבלב. פרטקסין משתתף לפחות בסוג אחד של תהליך תָאִי. התהליך המסוים הזה מייצר אנרגיה, שבלעדיה אין לנו אפשרות לחיות. בתהליך יצירת האנרגיה אנחנו משתמשים בכמה סוגי “דלק”, ביניהם מולקולות הנקראות צִברֵי ברזל-גופרית. אלה הם מקבצים של אטומי ברזל וגופרית המסודרים בצורות גיאומטריות שונות. יש להם שני מצבים והם יכולים לעבור ביניהם, כמו מתגי חשמל. המעבר ממצב למצב מייצר אנרגיה. בדרך כלל, צברי ברזל-גופרית צמודים לחלבונים, הנושאים אותם איתם ומשתמשים בהם בשעת הצורך. זוהי צורה מתוחכמת שגופנו פיתח לאחסן את היסודות האלה ולהפיק מהם אנרגיה כשנדרש. אבל הגוף צריך גם לייצר את הצבָרים האלה. יש בגופנו מנגנונים מיוחדים למטרה זו, מין פס ייצור המורכב מחלבונים שונים [6]. פרטקסין הוא כנראה חלק חשוב מפס הייצור הזה [8 ,7] והוא משמש מין “רמזור”: הוא מסמן לגוף שצריך לייצר צבָרים חדשים, או שהצטברה כמות גדולה מדי וצריך להפסיק את הייצור (איור 3). התפקיד הזה חיוני, כי ברזל וגופרית הם יסודות חיוניים, אבל גם רעילים מאוד. בכמויות גדולות מדי הם יוצרים משקעים העלולים להזיק לתאים שמכילים אותם. זה מה שקורה אצל חולי אטקסיית פרידרייך.

איור 3 - תפקידו של הפרטקסין בתָא.
  • איור 3 - תפקידו של הפרטקסין בתָא.
  • חלבון זה משמש כ“רמזור” שמסמן לתא מתי לייצר צברי ברזל-גופרית ומתי להפסיק.

האם יש תרופה למחלה?

הלוואי והייתה. חולי אטקסיית פרידרייך מופנים לטיפולים כמו פיזיותרפיה, למשל, כי הם מאטים את קצב ההתפתחות של המחלה. אבל פיזיותרפיה רק מקלה על המחלה ואינה מרפאת אותה. סביר להניח שאפשר למצוא מולקולה שתמלא את מקום הפרטקסין, או לגלות שיטות לגרום לגוף לייצר עוד פרטקסין, וכך לפתח תרופות לחולי אטקסיה. מחקרים בכיוונים אלה קיימים כיום, אבל הבעיה היא שקשה לגרום לגוף לקבל חלבונים מבחוץ. הגוף נוטה לחשוד בגופים זרים ולהשמיד אותם, או לפרק אותם כדי לייצר מהחלקים חלבונים אחרים. גם תכנות-מחדש של מנגנון ייצור הפרטקסין הוא לא משימה פשוטה.

עכשיו אתם יודעים הכל על המחלה הזו, שהיא נדירה עד כדי כך שרוב האנשים לא מודעים לקיומה. אבל אולי אתם עדיין שואלים את עצמכם: האם אטקסיית פרידרייך משפיעה על היכולת השִכלית? כלל וכלל לא! רק הגוף משתנה. החשיבה, האינטליגנציה, תחומי העניין, התחביבים והרצונות נשארים כפי שהיו. אני, למשל, בת 22 כיום, והחלום שלי לא השתנה מאז שהייתי ילדה: להבין למה ואיך הדברים קורים, ולהתמקד במיוחד בנושא אחד – אטקסיית פרידרייך.

מילון מונחים

אָטַקסיָה (Ataxia): מחלה הגורמת לאובדן יכולת התנועה.

פרידרייך (Friedriech): שמו של רופא שגילה מחלה הנקראת כיום על שמו – “אטקסיית פרידריך”.

גֶנים (Genes): יחידות של חומר תורשתי בתאי הגוף, שבהם נמצאות “הוראות הייצור” שלו.

מחלות ניווּניוֹת של מערכת העצבים (Neurodegenerative diseases): מחלות הגורמות לשיבוש הולך ומחמיר של מערכת העצבים.

צִברֵי ברזל-גופרית (Iron-sulfur clusters): מולקולות קטנות המורכבות מאטומי ברזל וגופרית, מסודרים בצורות גיאומטריות שונות – מלבנים, ריבועים, או צורות מורכבות יותר.

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.

תודות

הכותבות מודות לקירָה פּאטרנו על האיורים, ולנֶרי ניקולאי שהנחתה את פדריקה ותמכה בה בזמן כתיבת התזה לתואר השני. MRC מימנה חלק מהמחקר שתואר במאמר זה.


מקורות

[1] Pastore, A., and Puccio, H. 2013. Frataxin: a protein in search for a function. J. Neurochem. 126:43–52. doi: 10.1111/jnc.12220

[2] Friedreich, N. 1863. Ueber degenerative Atrophie der spinalen Hinterstränge [About degenerative atrophy of the spinal posterior column]. Arch. Pathol. Anat. Phys. Klin. Med. 26:391–419.

[3] Campuzano, V., Montermini, L., Moltó, M. D., Pianese, L., Cossée, M., Cavalcanti, F., et al. 1996. Friedreich ataxia: autosomal recessive disease caused by an intronic GAA triplet repeat expansion. Science 271:1423–7. doi: 10.1126/science.271.5254.1423

[4] Pandolfo, M., and Pastore, A. 2008. The pathogenesis of Friedreich ataxia and the structure and function of frataxin. J. Neurol. 256(Suppl 1):9–17. doi: 10.1007/s00415-009-1003-2

[5] Chiang, S., Kovacevic, Z., Sahni, S., Lane, D. J., Merlot A. M., Kalinowski, D. S., et al. 2016. Frataxin and the molecular mechanism of mitochondrial iron-loading in Friedreich’s ataxia. Clin. Sci. (Lond.) 130:853–70. doi: 10.1042/CS20160072

[6] Maio, N., and Rouault, T. A. 2015. Iron-sulfur cluster biogenesis in mammalian cells: New insights into the molecular mechanisms of cluster delivery. Biochim. Biophys. Acta. 1853:1493–512. doi: 10.1016/j.bbamcr.2014.09.009

[7] Adinolfi, S., Iannuzzi, C., Prischi, F., Pastore, C., Iametti, S., Martin, S. R., et al. 2009. Bacterial frataxin CyaY is the gatekeeper of iron-sulfur cluster formation catalyzed by IscS. Nat. Struct. Mol. Biol. 16:390–6. doi: 10.1038/nsmb.1579

[8] Prischi, F., Konarev, P. V., Iannuzzi, C., Pastore, C., Adinolfi, S., Martin, S. R., et al. 2010. Structural bases for the interaction of frataxin with the central components of iron-sulfur cluster assembly. Nat. Commun. 1:95. doi: 10.1038/ncomms1097