לימוד הרפס אנצפליטיס עם מיני מוחות

כ-3.7 מיליארד אנשים – 67% מאיתנו – נושאים את וירוס ההרפס סימפלקס-1 בתאי העצבים שלנו, שם הוא שוכב בשקט עד שהוא מופעל על ידי מתח או פציעה. כאשר הוא מופעל, הסימפטומים שלו הם בדרך כלל קלים, מוגבלים לפצעי קור או כיבים בפה שלנו.

לעתים רחוקות מאוד, הנגיף יכול לנוע במעלה הנוירונים אל המוח, שם הוא יכול לגרום לזיהום מסכן חיים. זה מהווה 5 עד 15% מכלל המקרים של דלקת מוח זיהומית בילדים ומבוגרים. רופאים רושמים בדרך כלל תרופה אנטי-ויראלית בשם אציקלוביר. אך למרות זאת, המטופלים סובלים לעיתים קרובות מאובדן זיכרון מתמשך ומתיש, התקפים והפרעות קוגניטיביות אחרות.

במקרים כאלה, רופאים יכולים לנסות תרופה אנטי-ויראלית בשילוב עם תרופה שמרסנת דלקת כדי לראות אם היא מציעה פרוגנוזה טובה יותר, מציע מחקר חדש "מיקרוביולוגיה של הטבע" על ידי מדענים ממרכז מקס דלברוק לרפואה מולקולרית באיגוד הלמהולץ בברלין. המדענים גילו את התגלית הזו באמצעות מודל תלת מימדי של המוח שגדל מתאי גזע אנושיים. השימוש במודלים כאלה, הנקראים אורגנואידים, נמצא בחזית הרפואה הקלינית.

"הפרוטו-מוחים האלה מכילים מאות אלפי נוירונים שיכולים לתקשר זה עם זה בצורה מסונכרנת. אפשר לערוך איתם ניסויים חשובים שהיו בלתי אפשריים לפני כמה שנים", אומר פרופסור ניקולאוס רג'בסקי, המנהל המדעי של מכון ברלין ביולוגיה של מערכות רפואיות במרכז מקס דלברוק (MDC-BIMSB) ומחבר בכיר של המחקר.

ד"ר אגניישקה ריבק-וולף, העומדת בראש הפלטפורמה הטכנולוגית של אורגנואיד במרכז מקס דלבריק והיא אחת הכותבות הראשונות, יצרה את האורגנואידים, שהיו כתמים לבנים בגודל 0.5 ס"מ. "אורגנואידים במוח נראים קצת כמו ענני רקמה קטנים", היא אומרת.

קרוב יותר למציאות עבור הרפס

ללא אורגנואידים, ניתוח דלקת המוח הנגרמת על ידי HSV-1 הוא מאתגר. הנגיף מדביק רק אנשים וקבלת דגימות מוח אלו אינה מעשית. ברירת המחדל של מדענים היא לחקור את המחלה בתאי עצב מתורבתים או בעכברים, שאינם נשאים טבעיים של הנגיף.

"המודל הזה הרבה יותר קרוב למציאות עבור נגיף ההרפס ממה שהיה בשימוש בעבר", אומר ד"ר עמנואל ויילר, מומחה לנגיפים החוקר את המנגנונים המולקולריים של זיהומי HSV-1 במעבדת לנדטלר ואחד המחברים הראשונים .

המדענים הדביקו את האורגנואידים בנגיף HSV-1 ודמיינו את התאים הנוירו-אפיתל והעצביים כשהנגיף משתולל והמוח המיני מתפורר. "היו לנו תמונות מיקרוסקופיות יפות כל כך ברורות ואפשר לראות מה באמת קורה", אומר ויילר.

לאחר מכן הם ערכו ניתוח תא בודד כדי לזהות את כל המסלולים המולקולריים הפעילים במהלך ההדבקה. "השתמשנו בגישה חסרת פניות כדי למצוא את כל המסלולים והגנים החשובים", אומר ד"ר איבנו לגניני, ביולוג מערכות בעבר במעבדת Rajewsky, ואחד המחברים הראשונים. "אנחנו מביאים את ביולוגיה מערכות לשולחן".

הם שמו לב שמסלול איתות חשוב בדלקת, הנקרא TNF-α, היה מאוד פעיל. כאשר הם טיפלו באורגנואידים באציקלוביר, הסטנדרט לטיפול בדלקת המוח HSV-1, השכפול הויראלי נעצר – אך הנזק לרקמות נמשך. ניתוח נוסף הראה שמסלול TNF-α עדיין פעיל למרות הטיפול.

הגנה שעלולה להפוך למזיקה

"מסלול הדלקת הוא הגנה טבעית מרכזית לנגיף", אומר ד"ר Tancredi Massimo Pentimalli, רופא רפואי שעושה כעת את הדוקטורט שלו ברפואת מערכות במעבדת Rajewsky ואחד הכותבים הראשונים. "אבל כאשר אנו חוסמים את השכפול הוויראלי באמצעות תרופות אנטי-ויראליות, התגובה הדלקתית הנלהבת מדי עלולה להיות מזיקה".

Rybak-Wolf טיפלה באורגנואידים גם בתרופה אנטי-ויראלית וגם בתרופה אנטי דלקתית, שתכבה את מסלול ה-TNF-α. טיפול משולב זה מנע את הנזק של מיני מוחות. "יש מסלול איתות במוח שהופך פעיל בזמן זיהום", היא אומרת. "כשכיבנו אותו באמצעות התרופות האלה, האורגנואיד לא ניזוק."

המדענים מקווים שהרופאים ינסו אציקלוביר ונוגדי דלקת כטיפול בדלקת המוח HSV-1. "אני מקווה שחוקרים קליניים יערכו ניסויים קליניים שיעריכו את היעילות של טיפולים משולבים אנטי-ויראליים ואנטי-דלקתיים חדשים בחולי הרפס אנצפליטיס, ובסופו של דבר יתרגמו את הממצאים שלנו מהספסל לצד המיטה", אומר Pentimalli.