ריצוף מרחבי בדרך לריפוי מחלת האלצהיימר

דנינו, בת 27 מגבעת שמואל, סיימה תואר ראשון בהנדסה ביו רפואית באוניברסיטת תל אביב, ולאחריו המשיכה לתואר שני בפקולטה להנדסה של בר אילן, במעבדה של ד"ר שחר אלון העוסקת בגנומיקה מרחבית. במסגרת המחקר שלה היא מנתחת שיטה חדשה לטיפול במחלת האלצהיימר באמצעות חמצן בלחץ גבוה. "אלצהיימר היא מחלה של מערכת העצבים המרכזית. היא פוגעת בזיכרון ומאופיינת בין היתר בפגיעה באספקת החמצן למוח (היפוקסיה) בעקבות זרימת דם נמוכה לאזור. היא מלווה בשינוי ואיבוד של נוירונים, הופעת פלאקים חלבוניים רעילים, עלייה בתהליכים דלקתיים ועוד," אומרת דנינו. "האטיולוגיה של מחלת האלצהיימר לא מספיק ידועה, ובשל כך עד היום לא קיים עבורה טיפול יעיל. אחת השאלות המרכזיות שעדיין אין מענה לגביה, היא כיצד תאים מגיבים לאותות מהמיקרו-סביבה אשר משתנה בעקבות המחלה."

המחקר של דנינו מנסה לענות על השאלה הזאת. הוא נעשה באמצעות טכנולוגיה חדשה של המעבדה, הנקראת 'ריצוף מרחבי', ומאפשרת לסקור את ההבדלים במיקום של מולקולות RNA בתאים, בהתאם לקרבתם למשקעים חלבוניים הנוצרים בעקבות המחלה. דנינו מיישמת את הטכנולוגיה הזו על טיפול חדש שהוצע למחלת האלצהיימר: טיפול בתא לחץ, בו נושם המטופל חמצן בלחץ אטמוספרי גבוה – מה שמעלה את רמת החמצן ברקמות ובדם. "הטכנולוגיה מאפשרת לקבל את המיקום המדויק במרחב של כל תא ומולקולה, וכן של כל סיגנל הקשור לתופעות הלוואי של המחלה כדוגמת פלאקים חלבוניים," היא מסבירה. "לאחר מכן, באמצעות כלים סטטיסטיים ואלגוריתמים של למידת מכונה, אוכל ליצור ולנתח מפה מרחבית-מולקולרית ברמת התאים הבודדים במוח, ולבחון את השינויים המתרחשים בתאים ובביטוי הגנים, הן כתוצאה מהמחלה – והן כתוצאה מהטיפול. במילים אחרות, המחקר לא רק יתרום ידע נוסף לאפיון מחלת האלצהיימר – הוא גם יוכל לעזור להבין האם וכיצד הטיפול המוצע לאלצהיימר, של טיפול באמצעות חמצן בלחץ גבוה, אכן מעכב את התקדמות המחלה, ואולי אף מרפא אותה."

מחקרים קודמים על המחלה בדקו את תכולת התא, הכוללת את רמות הביטוי של הגנים, או את המיקום המרחבי של גנים בודדים בתא וברקמה. המחקר של דנינו נחשב לחדשני בתחום, היות והוא משלב את שתי היכולות האלה. "טכנולוגיית ה'ריצוף המרחבי' מאפשרת גם לקבל את רמות הביטוי של הגנים וגם לשמור על מיקומם ברקמה של מספר רב של תאים וגנים. בזכותה, המחקר הזה מאפשר לקבל תמונה ברורה יותר על הגנים, הרקמות והמסלולים המולקולריים של מחלת האלצהיימר, לבחון כיוונים חדשים במחקר שלה, ולבדוק את השפעת הטיפול המוצע למחלה", אומרת דנינו. "זהו עוד צעד בדרך להבנה של המחלה, ובשאיפה – גם לריפויה".