מאת פֶּסַח בֶּנסוֹן • 14 בדצמבר 2025
ירושלים, 14 בדצמבר 2025 (TPS-IL) — חוקרים ישראלים והולנדיים חשפו טכניקה חדשה המאפשרת למדענים למדוד במדויק צברי חלבון רעילים הקשורים למחלת אלצהיימר – דבר שהיה קשה להשגה במשך זמן רב, ויכול לפתוח נתיבים חדשים לחקר דמנציה ובסופו של דבר לאבחון שלה.
הטכנולוגיה, הידועה בשם FibrilPaint בשילוב עם בדיקת FibrilRuler, מאפשרת למדוד ישירות את אורך סיבי עמילואיד Tau בזמן שהם עדיין תלויים בנוזל, אפילו בריכוזים נמוכים ביותר. מכיוון שהצטברות וגדילה של סיבים אלו קשורות באופן הדוק למחלת אלצהיימר ולדמנציות קשורות, היכולת לכמת את גודלם מהווה התקדמות משמעותית בתחום.
המחקר הובל על ידי פרופ' אסף פרידלר מהמכון לכימיה באוניברסיטה העברית בירושלים ופרופ' סטפן ג'.ד. רודיגר מאוניברסיטת אוטרכט, ופורסם בכתב העת המוערך Proceedings of the National Academy of Sciences.
מחלת אלצהיימר ומספר הפרעות נוירודגנרטיביות אחרות מאופיינות בהצטברות חריגה של חלבוני Tau במוח. חלבוני Tau הם חלבונים תקינים וחיוניים במוח המסייעים לתאי העצב לשמור על המבנה הפנימי שלהם ועל תפקודם. אך בעיות מתעוררות כאשר Tau משנה את צורתו ומתחיל להצטבר באופן חריג. עם הזמן, חלבונים אלו מתקפלים באופן שגוי ומתאספים לסיבי עמילואיד מוארכים, מבנים הנחשבים למעקב אחר התקדמות המחלה. למרות חשיבותם, מדענים התקשו למדוד את אורך הסיבים ישירות בתמיסה בתנאים ביולוגיים ריאליסטיים.
"אורך סיבי Tau אינו רק פרט שולי – הוא פרמטר מרכזי של תהליך המחלה," אמר פרידלר. "עד כה, היה קשה ביותר למדוד את גודל הסיבים ישירות בתמיסה, במיוחד בריכוזים הזעירים הנמצאים בדגימות ביולוגיות אמיתיות."
רוב הטכניקות הקיימות מסתמכות על מיקרוסקופיה או שיטות ביוכימיות גסות הדורשות כמויות גדולות של חומר, מסירות את הסיבים מסביבתם הטבעית, או מספקות רק הערכות עקיפות של גודל. מגבלות אלו הקשו על התבוננות כיצד סיבים גדלים, מתפרקים, או מגיבים לתרופות פוטנציאליות ונתיבים ביולוגיים.
בלב הגישה החדשה עומד FibrilPaint1, פפטיד קצר בן 22 חומצות אמינו שתוכנן לפעול כחיישן פלואורסנטי סלקטיבי ביותר. בניגוד לצבעים קונבנציונליים, FibrilPaint1 נקשר בחוזקה לסיבי עמילואיד תוך התעלמות ממולקולות Tau בודדות שטרם הצטברו, ומאפשר לחוקרים להבחין בין מבנים מזיקים לחלבונים לא מזיקים בדגימות מורכבות.
"רצינו חיישן שמתנהג כמו מפתח חכם," אמר רודיגר. "הוא מוצא סיבי עמילואיד, כולל כאלה מוקדמים מאוד, ומתעלם משאר הסביבה הביולוגית הצפופה. FibrilPaint1 עושה בדיוק את זה."
החיישן מזהה מגוון רחב של סיבי Tau, כולל אלו שמקורם בחולים עם מחלת אלצהיימר, ניוון קורטיקו-בזלי, ודמנציה פרונטו-טמפורלית. הוא גם נקשר לסיבים שנוצרו על ידי חלבוני עמילואיד אחרים הקשורים למחלה, כגון עמילואיד-בטא, אלפא-סינוקלאין והנטינגטין, תוך הפגנת קשירה רקע זניחה לסרום דם, ליזט תאים, או צברים לא-עמילואידיים.
כדי להפוך את החיישן הסלקטיבי הזה לכלי מדידה כמותי, החוקרים שילבו אותו עם טכניקת מיקרופלואידיקה הידועה כאנליזת פיזור מושרית זרימה. בבדיקת FibrilRuler, FibrilPaint1 נקשר לסיבים בתמיסה, והדגימה זורמת דרך קפילר מיקרוסקופי. האופן שבו האות הפלואורסנטי מתפשט במהלך הזרימה חושף את הגודל האפקטיבי של הקומפלקס סיב-חיישן, ומאפשר לחוקרים לחשב את אורך הסיבים ישירות.
"זה בעצם סרגל מולקולרי שעובד בתוך הנוזל עצמו," אמר פרידלר. "אנחנו כבר לא צריכים לקבע סיבים על משטח או להסתמך על כמויות גדולות של חומר. אנחנו יכולים לכמת את אורך הסיבים ישירות בתמיסה."
באמצעות נפחי דגימה תת-מיקרוליטרים, הצוות מדד סיבי Tau בטווח של ארבע שכבות מולקולריות בלבד ועד ליותר מ-1,100 שכבות, אפילו בריכוזים ננומולריים. החוקרים ציינו כי רמת רגישות ורזולוציה זו לא הושגה בעבר עבור סיבי עמילואיד בתמיסה.
לטכניקה החדשה יש ערך מיידי למחקר בסיסי על מחלת אלצהיימר ודמנציות קשורות. בכך שהיא מאפשרת למדענים למדוד ישירות את אורך סיבי Tau בתמיסה, בריכוזים נמוכים מאוד ובמערבבים ביולוגיים מורכבים, השיטה מאפשרת לעקוב מקרוב אחר האופן שבו מבני חלבון רעילים אלו נוצרים, גדלים ומתפרקים לאורך זמן. חוקרים יכולים כעת לחקור את השלבים המוקדמים ביותר של התפתחות הסיבים, להשוות סיבים ממחלות שונות או מדגימות חולים, ולצפות כיצד תנאים סביבתיים משפיעים על התנהגות הסיבים, הכל בתנאים המשקפים טוב יותר את המתרחש בגוף.
מעבר למחקר בסיסי, הגישה יכולה גם להאיץ את פיתוח התרופות ולהשפיע על אבחון עתידי.
ובטווח הארוך יותר, "אם נוכל למדוד ישירות את גודל סיבי עמילואיד בחומר חולה, כמו נוזל מוחי-שדרתי, נוכל להשיג סוג חדש של סמן ביולוגי לדמנציה," אמר רודיגר.
פרידלר הדגיש כי שימוש קליני ידרוש פיתוח ואימות נוספים.