הדמיה של תגובת נזק לדנ"א בתאי Purkinje באמצעות תרביות אורגנוטיפיות במוח הקטן

עבודתנו מתמקדת בהבנת הפרעה גנטית אנושית הנקראת אטקסיה-טלנגיאקטזיה, או בקיצור A-T. זה נגרם על ידי אובדן של חלבון קינאז כספומט. כספומט יש פונקציות רבות A-T מאופיין סימפטומים רבים, אבל הסימפטום העיקרי של A-T הוא ניוון המוח הקטן פרוגרסיבי וכרגע לא ברור איזה מהפונקציות הרבות של חלבון ATM הוא זה שאובדנו אחראי באופן ספציפי לסימפטום הרסני זה.

אנו מנסים לחקור בעיה מרכזית זו במחקר A-T ולשם כך אנו משתמשים בתרבויות אורגנוטיפיות של המוח הקטן שמקורן בעכברי בר ועכברים חסרי כספומטים. הם מאפשרים לנו להתמקד בסוג התא שהוא כנראה הראשון שהולך לאיבוד במוח הקטן המנוון של חולי A-T, תאי Purkinje. כמו תחומים רבים במדעי החיים, המחקר ב-A-T ממנף מגוון טכניקות ושיטות מתקדמות.

שיטות אלה כוללות מודלים של בעלי חיים, סוגים חדשים של תרביות רקמה, תאי גזע פוליפלואידים מושרים, טכנולוגיות הדמיה חדשניות, שיטות omic מושרה והדמיה חלקית של תא בודד. המקור להידרדרות המוח הקטן ב- A-T הוא הידרדרות תאי Purkinje. תאים אלה ידועים לשמצה כקשים לבידוד ואינם יכולים לשרוד בתרביות ללא תמיכה של סוגי תאים אחרים.

אתגר ניסיוני ייחודי הוא השגת תאי Purkinje אנושיים בוגרים ומתפקדים באמצעות טכנולוגיית תאי גזע פוליפלואידים מושרים. מכיוון שגידול תאי Purkinje מבודדים אינו אפשרי כיום, תרביות אורגנוטיפיות cerebellar מספקות הזדמנות רבת ערך לחקור תאים אלה בצלחת תרבית בהקשר הרקמה הטבעית. שימוש בקורלציה חלבונית כקריאה לתגובת נזק לדנ"א הוא אינפורמטיבי מאוד, במיוחד בנוגע לתאי פורקינג'ה.

תפקיד מרכזי של חלבון ה-ATM קינאז הוא ויסות תגובת הנזק לדנ"א, שהיא קריטית לשמירה על שלמות הגנום והומאוסטזיס תאי לנוכח הנזק המתמשך לדנ"א המתרחש בכל תא. עלינו לאתר את נגע הדנ"א הקריטי שתיקונו פגום בתאי פורקיניה חסרי כספומט, ואנו מקווים לעשות זאת באמצעות תרביות אורגנוטיפיות במוח הקטן. זה אמור לאפשר לנו להבין טוב יותר את הבסיס הפיזיולוגי והמולקולרי של הסימפטום החשוב וההרסני ביותר של A-T, ניוון המוח הקטן.