ד"ר אלון דאיה
הפקולטה למדעי הים
שימוש בדגי זברה כמודל ניסויי לחקר GNE Myopathy
המחלה הניורומוסקולריתGNE Myopathy (בעבר נקראה HIBM) אשר תוארה לראשונה בקרב יהודים ממוצא פרסי היא הנפוצה ביותר מבין מחלות השריר המיוחסות לקבוצות אתניות במדינת ישראל. GNE Myopathy זוהתה גם במשפחות ממוצא יפני ובמשפחות בודדות ממוצאים שונים ברחבי העולם. המחלה מופיעה בעשור השלישי לחיים כשהתסמין האופייני הראשון הוא חולשה של השרירים הכופפים של כף הרגל. בהמשך, מתפשטת המחלה לשרירים נוספים של הגפיים. המאפיין הקליני הייחודי למחלת HIBM הוא שהשריר הארבע-ראשי ירכי (Quadriceps) לא נפגע. הגן הפגום, הגורם למחלת HIBM זוהה כמקודד לאנזים UDP-N-acetylglucosamine 2-epimerase/N-acetylmannosamine kinase (GNE). אנזים זה מזרז שתי פעולות במסלול הביוסינתזה של חומצה סיאלית, הנקשרת כסוכר האחרון בשרשראות הסוכרים שעל גבי חלבונים וליפידים רבים. נוכחותה של החומצה הסיאלית על גבי גליקוליפידים וגליקופרוטאינים אלו חיונית לקיומם של מגוון תהליכים ביולוגים בכל גוף האדם. למרות המחקר והידע הרב שנצבר בנושא, לא ברור המנגנון המוביל ממוטציה בגן GNE למחלת השריר.
בעשור האחרון נעשה שימוש נרחב בדג הזברה כמודל ניסויי לחקר התפתחות עוברית ביונקים וכמודל למחלות שונות, בהן מספר מחלות שריר. דג הזברה מתאים במיוחד כמודל לחקר התפתחות ומחלות שריר מאחר ומבנה והתפתחות השריר בו דומים לקיים ביונקים, השרירים מהווים חלק גדול מגוף הדג ונגישים גם במהלך ההתפתחות העוברית. חשיבות גדולה יש לעובדה כי בגנום דג הזברה שמורים ומתבטאים כמעט כל הגנים הידועים כקשורים למחלות ניוון שרירים באדם, וכי מוטציות בגנים אלו גורמות לפנוטיפים הדומים לאלו הנצפים במחלות ניוון שרירים. לפיכך, חיית מודל זו יכולה לסייע בהבנת תהליכים המובילים למחלה וככלי חשוב להערכת אסטרטגיות טיפול פוטנציאליות.
מטרת מחקר זה היא לברר את חשיבותו של הגן GNE בהתפתחות שריר דג הזברה ולהבין את התהליכים המובילים ממוטציה בגן GNE להתפתחות המחלה. בדיקות לקביעת דגם הביטוי של GNE בדג מראות כי הגן מתבטא החל משלב של ביצית מופרית ועד לבוגר. הורדת רמת הביטוי (knockdown) של GNE באמצעות Morpholinos antisense פוגעת בהתפתחות העוברית של הדג, ובאופן ספיציפי בהתפתחות השריר. צביעת השריר בנוגדנים מראה כי קיימת פגיעה במבנה השריר וירידה במספר הסיבים בשריר. בבדיקת רמת הפעילות של לרוות דגים אלו ניתן אף לראות ירידה בתנועה (מרחק ומהירות).
בכדי לברר את השפעתה של נוכחות מוטציה בגן GNE על התפתחות שריר דג הזברה הוכן דג מודל טרנסגני, לו הוחדר גן מדווח פלואורסנטי ועותק של הגן ההומאני הנושא את המוטציה הנפוצה בחולים ממוצא יהודי-פרסי, M712T. הכלאה של דג זה עם דג בו לא קיים ביטוי של GNE (Knockout) תאפשר את חקירת התהליכים הגורמים למחלה. הפגיעה הממוקדת בגן GNE מתבצעת במעבדתנו באמצעות טכנולוגיה חדשה הנקראת CRISPR אשר מאפשרת החדרת מוטציות לגנום באופן מדוייק. דג מודל זה יאפשר בחינת תפקידן של מוטציות GNE בתהליכים הפתולוגים המובילים למחלה, ואולי אף יסייע בעתיד במציאת והערכת אסטרטגיות טיפוליות פוטנציאליות.
