מתילן כחול ו-ALS: מדוע התוצאות שונות בין מודלים ניסויים

חיפוש של מתילן כחול ו-ALS מעלה שתי טענות שנראות סותרות זו את זו. לפי האחת, הצבע הכחול הגן על תאי עצב במודלים של ALS. לפי האחרת, הוא לא השפיע כלל בעכבר המשמש מודל ל-ALS. שתי הטענות מסתמכות על מאמרים אמיתיים, ושני המאמרים ראויים להתייחסות רצינית. הסתירה נעלמת ברגע שמבהירים את העיקרון שמאחורי כל ניסוי: המודל מגדיר את הטענה.

תוצאה בתולעת היא טענה על תולעת. תוצאה בפגית של דג היא טענה על פגית של דג. אף אחת מהן אינה טענה על מטופל, עד שניסוי העוקב אחר מהלך המחלה ביונק תומך בכך. המאמר הזה משווה זה לצד זה את שני המאמרים המצוטטים ביותר, כדי שתוכלו לראות מדוע התשובות שלהם שונות.

שני הניסויים בטבלה אחת

השאירו את הטבלה הזו פתוחה בזמן הקריאה. כל הבדל חשוב בין המחקרים מופיע בה.

הגנטיקה שונה, המינים שונים, דרך המתן שונה, התזמון שונה ומדדי התוצאה שונים. הגנוטיפ הוא רק אחד מחמישה הבדלים, ולכן צמד המחקרים אינו יכול להוכיח שמתילן כחול פועל באופן בררני במסלול אחד של ALS. הוא מוכיח דבר מצומצם יותר, שעדיין יש בו ערך: שיפור ניכר בעקבות חשיפה ישירה ומוקדמת במודלים פשוטים לא תורגם לשיפור במהלך מחלה ביונק תחת מתן כרוני דרך הפה.

התוצאה החיובית: מה הראה המחקר בתולעים ובדגים

במחקר בתולעים ובדגים משנת 2012 החוקרים גרמו לביטוי של TDP-43 או FUS אנושיים מוטנטיים בתאי עצב מוטוריים של תולעים, והזריקו mRNA אנושי מוטנטי לעוברי דגים. אלה מודלים של רעילות חלבונים. הם משחזרים השפעות רעילות של החלבון המוטנטי על תנועה ועל צורת תאי עצב לאורך ימים, ולא את מלוא המהלך של ALS בבני אדם בוגרים לאורך שנים.

הטיפול התחיל מוקדם מאוד. התולעים גדלו על אגר המכיל מתילן כחול מרגע הבקיעה. עוברי הדגים שהו בתמיסת התרופה למשך הלילה, החל מ-24 שעות לאחר ההפריה, וההתנהגות נבדקה כעבור יומיים בקירוב. מחסום דם–מוח לא הפריד בין התרופה לתא העצב כפי שהוא עושה ביונק, ולא נמדדו רמות התרופה בפלזמה או במוח.

בתנאים האלה, ההשפעות היו גדולות ועקביות. גם 6 וגם 60 μM הפחיתו שיתוק תלוי גיל בתולעי TDP-43 ו-FUS. ביום 12 לחיים הבוגרים, כ-80 אחוז מהתולעים עם TDP-43 שלא טופלו היו משותקות, לעומת כ-10 אחוז מהתולעים שטופלו מאז הבקיעה. בדיקה סינפטית הצביעה באותו כיוון: לתולעי TDP-43 הייתה רגישות יתר לאלדיקארב, תרופה המשמשת לבדיקת העברה עצבית־שרירית, ומתילן כחול הסיט את התגובה בחזרה לכיוון התקין. מספר השלוחות המתנוונות של תאי עצב מוטוריים ירד, וההשפעה הברורה ביותר נצפתה ב-60 μM. בדגים, השחייה בתגובה למגע השתפרה במידה ניכרת, ואקסונים מוטוריים שהתקצרו התארכו בחזרה לכיוון אורכם התקין ב-30 או 60 μM, אם כי השיפור היה חלקי ולא מלא.

נתוני העקה החמצונית מתאימים לפרשנות של פעילות נוגדת חמצון. בתולעים ובדגים המוטנטיים נצפו מדדים מוגברים של צורוני חמצן תגובתיים, שירדו בעקבות הטיפול, ותולעים תקינות שקיבלו מתילן כחול שרדו חשיפה לחומר מעודד חמצון זמן רב בהרבה מתולעים שלא טופלו. עם זאת, שתי מגבלות חשובות כאן. הרמות הכוללות של החלבונים המוטנטיים TDP-43 ו-FUS לא ירדו, והמחקר לא כימת ישירות צברי חלבונים, ולכן הוא מראה שיפור תפקודי בלי להוכיח פינוי של צברים. מי שעוקב אחר האופן שבו בדרך כלל מוצגות השערות על חמצון־חיזור ועל מיטוכונדריה צריך לראות במנגנון הסבר נתמך, אך לא מוכרע.

התזמון היה הפרט המלמד ביותר. כשהחוקרים המתינו עד יום 5 לחיים הבוגרים כדי להתחיל בטיפול, שיעור השיתוק ביום 12 היה כ-55 אחוז, במקום כ-10 אחוז בטיפול שהתחיל בבקיעה. אותה תרופה, אותה תולעת, אותה מוטציה — והשפעה קטנה בהרבה. חלק גדול מהתועלת שנצפתה נשען על חשיפה מוקדמת ומניעתית.

התוצאה ללא השפעה מובהקת: מה הראה המחקר בעכברי SOD1

המחקר בעכברים משנת 2011 שאל שאלה קשה יותר במערכת קפדנית יותר. בעכברי SOD1 G93A קונגניים, המחלה מתקדמת מרעד בגפיים האחוריות דרך הפרעה בהליכה ואובדן רפלקס ההתיישרות, ועד לנקודת סיום סופנית שהוגדרה מראש. הטיפול התחיל לפני הופעת התסמינים, ביום 45, ונמשך מדי יום, כאשר התצפיתנים דירגו את המצב הנוירולוגי בסולם של 0 עד 6. זהו ניסוי העוקב אחר מהלך מחלה שלם, ולכן הוא קרוב יותר למה שחשוב למטופל מכל עקומת שיתוק בתולעת.

התוצאות העיקריות לא הראו השפעה מובהקת. בכלל הקבוצה, המחלה הופיעה לאחר 121 ימים בקבוצת הביקורת לעומת 124 ימים עם מתילן כחול, הבדל שלא היה מובהק. ההישרדות עד לשלב הסופי הייתה 167 ימים לעומת 170 ימים, וגם הבדל זה לא היה מובהק. כמה ניתוחים משניים נטו לטובת הטיפול: בנקבות נצפה עיכוב של כ-7 ימים בהופעת המחלה, ובעלי החיים שטופלו שהו מעט יותר זמן בשלבים הקלים ופחות בשלבים החמורים. לנוכח תתי־הקבוצות הקטנות לפי מין וריבוי ההשוואות בין שלבים, יש לראות בניתוחים האלה בסיס להעלאת השערות ולא הוכחה. לא נמדדו מספרי תאי עצב, לא נערכה בדיקה של צבירת SOD1, ולא נמדדו סמנים חמצוניים או דלקתיים. לכן המחקר גם אינו יכול לומר אם התרופה הגיעה למטרותיה ונכשלה, או שפשוט לא פעלה עליהן כלל במינון הזה. נבדק מינון אחד בלבד.

החוקרים עצמם ציינו את המגבלה העמוקה ביותר, שחלה בשני הכיוונים. מודל SOD1 G93A בעל מספר עותקים גבוה מדמה היטב מחלה הנגרמת מרעילות של SOD1, אך מחלת SOD1 היא חלק קטן מ-ALS משפחתית, והביולוגיה שלה שונה מזו של רוב מקרי המחלה הספורדית. הם הציעו לבדוק מחדש חומרים מועמדים במודלים של יונקים המבוססים על TDP-43. מאז, ההצעה הזו נעשתה מורכבת יותר, משום שמחברי המחקר בתולעים ובדגים מציינים שגם מחקר נפרד במתילן כחול בעכברי TDP-43 לא הצליח לשפר מדדים מוטוריים. לפיכך, תרכובת יכולה להראות השפעה חזקה במערכת אחת של TDP-43, וללא השפעה באחרת. המערכת חשובה לא פחות מהגן.

מדוע שיפור בתולעת או בדג אינו יכול לבסס תועלת במטופלים

חשבו על כל מודל כעל כלי שעונה על שאלה אחרת.

ראשית, הביולוגיה שונה. TDP-43 ו-FUS הם חלבונים קושרי חומצות גרעין, עם אינטראקציות גנטיות משותפות במערכות הפשוטות האלה, ואילו רעילות SOD1 פועלת דרך מנגנונים התחלתיים שחלקם שונים. תרופה שמקלה על עקה אחת הנגרמת מרעילות חלבונים אינה חייבת להקל על האחרת, והצלחה מול ביטוי יתר בעובר אינה חייבת לנבא הצלחה מול ניוון עצבי איטי בבוגר, המלווה בדלקת, במעורבות תאי גלייה ובהידרדרות מערכתית.

שנית, החשיפה שונה. חשיפה רציפה בהשריה בריכוזים מיקרומולריים אינה מתן דרך הפה. ספיגה במעי, מטבוליזם במעבר ראשון, קישור לחלבוני פלזמה, חדירה למוח ופינוי — כולם מפרידים בין מנה שנבלעה לבין תא עצב מוטורי בחוט השדרה. אף אחד מהמחקרים לא מדד רמות תרופה במערכת העצבים, ולכן אף אחד מהם אינו יכול לקשור את הריכוז שבו השתמש לזה של האחר.

שלישית, התזמון שונה. התועלת בתולעים ובדגים הייתה תלויה במידה רבה בטיפול לפני הצטברות השינויים הפתולוגיים. גם הטיפול בעכברים התחיל לפני הופעת תסמינים, וזו נקודת חוזק, אך בבני אדם הטיפול יתחיל כמעט תמיד לאחר הופעת התסמינים, כלומר בשלב מאוחר אף יותר. אות של השפעה מניעתית בבדיקה בת יומיים בעוברים הוא נקודת מוצא למחקר, ולא מודל לשימוש קליני.

רביעית, מדדי התוצאה שונים. שיתוק לאחר 12 ימים, רגישות לאלדיקארב, אורך אקסון במיקרומטרים ומרחק שחייה הם פנוטיפים הקרובים ישירות לתהליך הנבדק. הופעת המחלה והישרדות ביונק משקללות את כל התהליכים המפצים והמסבכים בגוף. תרופות משנות לעיתים קרובות מדדים הקרובים לתהליך בלי לשנות את ההישרדות, ולכן קיימים ביונקים מדדי תוצאה של זמן עד לאירוע.

קוראים שרוצים רשימת בדיקה לכותרת הבאה יכולים להיעזר באיך לקרוא מחקרים פרה־קליניים: שאלו מהו המין, מהו הטרנסגן, מה המינון ודרך המתן, האם נמדדו רמות התרופה, מתי התחיל הטיפול ביחס להתפתחות הפתולוגיה, האם מדד התוצאה היה פנוטיפ קצר טווח או מהלך מחלה, והאם ההשפעה שוחזרה במעבדה שנייה. מאגר הראיות הרחב יותר על מתילן כחול בבני אדם הוא עדיין המקום לבדוק אם אחד מהאותות המוקדמים האלה הבשיל לכדי נתונים קליניים.

מה המשמעות למטופלים ולמשפחות

מהמאמרים האלה לא נובע פרוטוקול מבוסס לשימוש במתילן כחול ל-ALS. המחקר החיובי תומך במחקר נוסף על מנגנונים חמצוניים וסינפטיים בביולוגיה של TDP-43 ו-FUS. המחקר שלא מצא השפעה מובהקת מחליש את הציפייה לשינוי במהלך המחלה באמצעות מתן כרוני דרך הפה ברמת החשיפה הזו במחלה מסוג SOD1. יחד, הם מתארים חוסר עקביות בין מודלים, ולא המלצה לטיפול.

הבטיחות ראויה לאותה התייחסות מפוכחת כמו היעילות. מחקרי ALS בעכברים אינם מלמדים דבר על מינון בטוח בבני אדם, ומתילן כחול כרוך בסיכונים ממשיים בשל המוליזה בחסר G6PD ובשל רעילות סרוטונין בשילוב עם תרופות סרוטונרגיות. חשד לחסר G6PD, שימוש נוכחי בנוגדי דיכאון וכל שינוי מתוכנן בתרופות הם נושאים לשיחה עם איש מקצוע קליני, וכך גם סקירה של נתוני הבטיחות הכלליים של מתילן כחול לפני שמישהו פועל על סמך כותרות על ממצאי מעבדה.

השורה התחתונה מסתכמת במשפט אחד. מתילן כחול הביא לשיפור ניכר בעקבות חשיפה מוקדמת בפנוטיפים של TDP-43 ו-FUS בתולעים ובפגיות דגים, וכמעט שלא הביא לתועלת מבחינת הופעת המחלה או ההישרדות במחקר בעכברי SOD1 עם מתן כרוני דרך הפה; לכן הפרשנות הכנה היא שמדובר בראיות תלויות־מודל שאינן תומכות בשימוש במטופלים.