חדשות

מחקר ישראלי הציג לראשונה את מנגנון ההובלה וההפרשה של פריטין

שתי חוקרות מהטכניון הובילו צוות מחקר שחשף כי פריטין נמצא גם באקסוזומים חוץ-תאיים; המאמר פורסם בכתב העת Blood והופיע על עמוד השער שלו

- הפריטין אינו נמצא במסלול ההפרשה הקלאסי של התא. מיקום פיזור הפריטין (ירוק) ופיזורו בתאים מקרופאגים שמקורם במח עצם אינו מושפע מחומר הפוגע במסלול ההפרשה הקלאסי אברון הג'ולג'י (אדום)

מחקר ישראלי הציג לראשונה את מנגנון ההובלה וההפרשה של פריטין - חלבון שעד כה נחשב מרכזי בעיקר באחסון הברזל בגוף האדם. המחקר, שנערך על-ידי ד"ר מריאנה טרומן-רוזנצביט ופרופ'-משנה אסתר מירון-הולץ מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון בחיפה, משנה את דרך המחשבה לגבי הובלת הברזל בגוף האדם. ממצאיו פותחים ערוצים חדשים למחקר ולפיתוח של טיפולים עתידיים במחלות רבות. דיווח על המחקר, שבו השתתפו חוקרים מארבע מדינות נוספות, פורסם בשבוע שעבר בכתב העת Blood והופיע על עמוד השער.

אתרים על פני חלבון הפריטין הממלאים, על פי המחקר הנוכחי, תפקיד מרכזי בהפרשה של פריטין

ברזל, הדגישה פרופ'-משנה מירון-הולץ, הוא מרכיב חיוני לתפקודם התקין של רוב היצורים החיים. הוא אחראי להובלת חמצן בכדוריות הדם האדומות, לשפעול האנזימים הקשורים ביצירת DNA ולהפקת האנרגיה במיטוכונדריה של התא. מחסור בברזל פוגע בהעברת החמצן לכל חלקי הגוף, בחלוקת התאים ובייצור האנרגיה בתא. עודף ברזל, וברזל "חשוף" - כלומר ברזל שאיננו עטוף בחלבון כלשהו - עשוי לעורר עקה חימצונית שעלולה להזיק לאורגניזם. לפיכך, מחסור או עודף במאזן הברזל כאחד, עלולים להוביל להתפתחותן של מחלות דלקתיות, סרטן ומחלות נוירו-דגנרטיביות כמו אלצהיימר ופרקינסון.

חלבון הפריטין הוא אחד הגורמים העיקריים בוויסות רמת הברזל התאי ובהגנה על הגוף מפני הרעלת ברזל. המאמר מתאר את פיזורו של הפריטין בתוך התא ואת מנגנוני ההפרשה שלו אל מחוץ לתא.

"פריטין", אמרה עוד פרופ'-משנה מירון-הולץ, "הוא חלבון חשוב למאזן הברזל בגוף. יש תאימות (קורלציה) חזקה בין שיבושים במאזני הברזל והפריטין לתופעות פתולוגיות ונוירו-פתולוגיות שונות. הממצאים שהושגו במחקר שלנו, מאפשרים הבנה מדויקת ומעמיקה יותר של מאפייני הפריטין, ושל התהליכים הבסיסיים המולקולריים שהוא עובר".

גלעיני הברזל של הפריטין נוכחים בננו-שלפוחיות הנקראות אקסוזומים

לדבריה, "הבנה כזו היא בעלת משמעות רבה מאחר שהיא עשויה לתרום לפיתוח טיפולים למחלות נוירו-דגנרטיביות רבות, המאופיינות בפיזור לא תקין של הברזל במוח".

"המחקר", הוסיפה ד"ר טרומן-רוזנצביט, "התמקד באפיון הפיזור התוך-תאי וההפרשה של הפריטין מתאים מקרופאגיים – שהם תאים ממערכת החיסון הממלאים תפקיד מרכזי במחזור ברזל סיסטמי. המחקר כלל שימוש בכלים ביו-אינפורמטיים על מנת לחקור את האבולוציה של הפרשת הפריטין, המבנה המרחבי שלו וכן טופולוגיות העשויות להיות מעורבות בפיזור הפריטין".

"שימוש בכלים אלו איפשר לנו לחזות אזורים על פני הפריטין המשחקים תפקיד בהפרשתו. בעזרת שיטות ביוכימיות מגוונות, וכן בטכנולוגיית ה- CRISPR-Cas9, המאפשרת עריכה מהירה של הגנום, גילינו שפגיעה באתרים מסוימים על פני הפריטין משנה את הפרשתו", אמרה פרופ'-משנה מירון-הולץ.

המחקר גילה, כי הפריטין מופרש בשני מנגנוני הפרשה לא קלאסיים, כאשר האחד הוא דרך שלפוחית ננו-מטרית, האקסוזום.

"קבוצות מחקר רבות", אמרה ד"ר טרומן-רוזנצביט, "לומדות כיום את הדינמיקה של הובלת חומרים באקסוזומים - שמהווים פלטפורמה המאפשרת לחומרים אלה לחדור את מחסום הדם-מוח".

לדברי החוקרות, "המאמר הנוכחי מציג, לראשונה, שפריטין המכיל אלפי אטומי ברזל נמצא באקסוזומים חוץ-תאיים. עדיין לא ברור מהו תפקידו של פריטין זה, אך אנחנו מעריכות שיש לו תפקיד מפתח בפיזורו של ברזל בין-תאי ברקמות כגון המוח, ולא רק באגירתו הבטוחה והזמינה של הברזל בתוך התא".

פרופ'-משנה אסתר מירון-הולץ (צילום : ניצן זוהר, דוברות הטכניון)

הגילויים שהושגו במחקר הנוכחי, ציינו שתי החוקרות, מביאים את חלבון הפריטין אל קדמת הבמה של חקר המטבוליזם הסיסטמי של ברזל וכן חושפים את העובדה שהפריטין לא רק אוגר ברזל אלא גם מעבירו בצורה מבוקרת - ולמעשה משמש כבקר מרכזי של הברזל בגוף.

מחקר ההמשך יעסוק בתפקידו של פריטין מופרש באורגניזם הבריא ובמחלות שונות – וכן בפיתוח גישות להתערבות טיפולית בפיזור הברזל ברקמה.

פרופ'-משנה אסתר מירון-הולץ היא ילידת שוויץ. היא למדה מדעי התזונה בפקולטה לחקלאות וסיימה תואר שני ושלישי במחלקה לתזונת האדם בבית הספר לרפואה באוניברסיטה העברית, בהנחייתם של פרופ' א.מ. קוניין ופרופ' יעקב מצנר ז״ל. היא ביצעה את מחקר הפוסט-דוקטורט שלה ב-NIH וב-2005 חזרה לישראל ומאז עומדת בראש המעבדה לתזונה מולקולרית בטכניון. במעבדתה נחקרת בקרת מאזן הברזל באיברים שונים בגוף ותפקידה בהתפתחות תהליכים פתולוגיים המובילים למחלות מעי דלקתיות, לבעיות בפוריות הגבר ועוד.

ד"ר מריאנה טרומן-רוזנצביט. (צילום : ניצן זוהר, דוברות הטכניון)

ד"ר טרומן-רוזנצביט סיימה תואר ראשון בביולוגיה בטכניון ושירתה בחיל הים כקצינת מחקר. במהלך שירותה הצבאי במכון לרפואה ימית חקרה רעילות של חמצן במוח באמצעות תאי לחץ מחקריים. במקביל השלימה תואר ראשון נוסף בהנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון והמשיכה לדוקטורט ישיר בהנחיית פרופ'-משנה מירון-הולץ. באחרונה התקבלה ד"ר טרומן-רוזנצביט לתוכנית הלאומית לטוקסיקולוגיה בארה"ב ובימים אלה היא נערכת לקראת לימודי הפוסט-דוקטורט שלה.

נושאים קשורים:  חדשות,  מחקר,  ברזל,  פריטין,  הטכניון,  אקסוזום
תגובות