ירידה בביטוי מטלוטיאונין‑3 בחוט השדרה האנושי היא מאפיין שכיח של טרשת צדדית שפחת ובטרשת מרובה

מדוע שיווי המשקל המטאלי במוח חשוב

טרשת צדדית שפחת (ALS) וטרשת מרובה (MS) ידועות בעיקר בכך שהן גורמות לחולשה, שיתוק ובעיות בתנועה ובחישה. מחקר זה שואל שאלה פחות מוכרת: האם שינוים זעירים בכימיה המתכתית של המוח עשויים להיות חוט מקשר שמשותף לשתי מחלות שונות מאוד אלה? על‑ידי בחינה מדוקדקת של נחושת וחלבון המטפל בנחושת שנקרא מטלוטיאונין‑3 (MT3) בחוט השדרה האנושי, החוקרים חושפים חתימה כימית משותפת שעשויה להסביר מדוע תאי עצב נכשלים בשתיהן.

קשר נסתר בין שתי מחלות שונות

ALS ו‑MS נראות שונות במרפאה. ALS תוקפת בעיקר את תאי העצב המוטוריים ששולטים על השרירים, בעוד ש‑MS מתאפיינת באובדן מעטפת המיילין המבודדת שמקיפה את הסיבים העצביים, במיוחד בחומר הלבן של המוח וחוט השדרה. עם זאת, מחקרים קודמים הראו שבשתיהן רמות הנחושת מופרעות באזורים ספציפיים של חוט השדרה. נחושת חיונית להרבה אנזימים המגינים על תאים מנזק ועוזרים להם להשתמש באנרגיה. זה העלה את האפשרות שהפרעה משותפת בטיפול בנחושת עשויה לתרום, בשקט, לנזק העצבי שנצפה בשתי ההפרעות.

תפקידו של שומר מתכת ייעודי למוח

מטלוטיאונינים הם חלבונים קטנים הקושרים מתכות כמו נחושת ואבץ, אוגרים ומעבירים אותן בבטחה בתוך התאים. שתי צורות, MT1 ו‑MT2, נמצאות בכל הגוף, אבל MT3 מוגבלת ברובה למוח ולחוט השדרה, שם היא מסייעת לשמור על איזון המתכות. רמזים מוקדמים ממחקרים גנטיים וניסויי צביעה הציעו שאולי MT3 מופחתת ב‑ALS, ואולי גם ב‑MS, אך רמות החלבון לא נמדדו במדויק ברקמות חוט שדרה אנושיות. מחקר זה נועד לעשות זאת ולבחון כיצד שינויים ב‑MT3 קשורים לרמות נחושת בפועל ולנחושת הקשורה לחלבונים.

מדידת מתכות ונשאותיהן בחוט השדרה האנושי

הקבוצה ניתחה דוגמאות חוט שדרה מותני לאחר המוות מאנשים עם ALS, מאנשים עם MS פרוגרסיבית, ומאינדיבידואלים ללא מחלה נוירולוגית. הם השתמשו בשיטות ספקטרומטריית מסה רגישות כדי לכמת את MT3 ומטלוטיאונינים אחרים, למדוד כמה נחושת ומתכות אחרות קיימות, ולבסס חלבונים לפי גודל תוך מעקב אחר אלו שנושאים נחושת. כמו‑כן צבעו חתכי חוט שדרה דקים כדי להמחיש היכן נמצא MT3. הגישות המשולבות הללו אפשרו להם לחבר בין רמות המתכות הכוללות, חלבוני קשירת המתכות הספציפיים, והסידור המיקרוסקופי של הרקמה.

ירידה משותפת ב‑MT3 ובנחושת

התוצאות חשפו דפוס ברור. רמות חלבון MT3 בחוט השדרה היו נמוכות באופן משמעותי הן ב‑ALS והן ב‑MS בהשוואה לבקרות, בעוד ש‑MT1 ו‑MT2 שהופצו יותר לא השתנו. הצביעה הראתה שהאובדן של MT3 בולט במיוחד בחומר האפור, האזור העשיר בגופי תאי עצב. בו‑זמנית, רמות הנחושת הממסה בחוט השדרה היו גם הן מצומקות בשתיהן, בעוד שאבץ, ברזל וכמה מתכות אחרות נותרו ברובן ללא שינוי. כאשר החוקרים בדקו אילו חלבונים נושאים בפועל נחושת, הם ראו ירידה בולטת בנחושת הקשורה למיקום שהתאים ל‑MT3, במיוחד ב‑MS. בין הפרטים, רמות MT3, הנחושת הכוללת, ונחושת המקושרת ל‑MT3 עלו וירדו יחד, מה שמצביע על קשר הדוק בין החלבון הזה לזמינות הנחושת בחוט השדרה החולה.

מה משמעות הדבר לטיפולים עתידיים

ממצאים אלה מרמזים שבשתי ה־ALS וה־MS, מערכת הטיפול בנחושת של המוח מופרעת באופן דומה להפליא: אובדן חלבון MT3 בחומר האפור הולך יד ביד עם ירידה בנחושת הזמינה לאנזימים מרכזיים. המחקר עדיין אינו מסביר מדוע MT3 יורדת או בדיוק כיצד הדבר תורם לנזק עצבי, אך הוא מחזק את הרעיון שכימיה מופרעת של נחושת אינה אפקט לוואי אלא מאפיין מרכזי של שתי המחלות. על‑ידי זיהוי MT3 ומטענה של נחושת כשחקנים משותפים ב‑ALS ו‑MS, העבודה מצביעה על אסטרטגיות ממוקדות‑מתכות — שמטרתן לשקם איזון נחושת בריא בחוט השדרה — ככביש מבטיח לטיפולים עתידיים.

ציטוט: Gunn, A.P., Hilton, J.B.W., Mukherjee, S. et al. Decreased metallothionein-3 expression in the human spinal cord is a common feature of amyotrophic lateral sclerosis and multiple sclerosis. Sci Rep 16, 9598 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-31283-9

מילות מפתח: חוסר איזון נחושת, מטלוטיאונין‑3, חוט שדרה, טרשת צדדית שפחת, טרשת מרובה