מתילן כחול לפגיעה מוחית: הבנת הראיות הקדם־קליניות

מכה בראש, עורק חסום ומחלה ניוונית איטית של מערכת העצבים יכולים כולם להסתיים באותה תלונה: למוח כבר אין די אנרגיה כדי לבצע את עבודתו. נקודת הסיום המשותפת הזו היא הסיבה לכך שתרכובת אחת שבה ומופיעה בספרות המחקרית של כל שלושת התחומים. אבל נקודת סיום משותפת אינה מעידה על רעיון משותף. טיפול שניתן לפני פגיעה, טיפול שניתן בשעה שאחריה וטיפול שתוצאותיו נמדדות חודשים לאחר מכן בוחנים רעיונות שונים, גם כשהמזרק מכיל את אותו נוזל כחול.

מאמר זה מתמקד בחלק של הספרות העוסק בפגיעה. הוא סוקר מה משמעות השימוש במתילן כחול לפגיעה מוחית בניסויים בבעלי חיים, מפריד בין פגיעה טראומטית, שבץ וניוון עצבי כרוני, ומראה מדוע תזמון המנה מסביר את רוב ההבדלים בין המחקרים.

שלוש פגיעות, כשל אנרגטי אחד

המנגנון המקשר בין המודלים האלה נמצא בתוך המיטוכונדריה. במצב תקין, אלקטרונים עוברים לאורך שרשרת מעבר האלקטרונים כדי לייצר ATP, ושרשרת תקינה שומרת על רמות מבוקרות של מיני חמצן פעילים. לאחר פגיעה, חלקים מהשרשרת כושלים, תפוקת ה־ATP יורדת וייצור הרדיקלים החופשיים עולה. הסקירה משנת 2018 ב־Molecular Neurobiology מתארת מתילן כחול כנשא אלקטרונים חלופי: הוא מקבל אלקטרונים מ־NADH ומעביר אותם לציטוכרום c, מה שמגביר את פעילות קומפלקס IV ומשקם את סינתזת ה־ATP גם כאשר החלק המוקדם של השרשרת פגוע.

המספרים המדווחים מוחשיים. בתכשירים של תאים ושל פרוסות רקמה, פעילות קומפלקס IV עלתה ב־30 עד 100 אחוזים, וצריכת החמצן עלתה במקביל. הדבר מעיד שהאלקטרונים הנוספים ביצעו עבודה מועילה במקום לדלוף כרדיקלים. במודל שבץ בחולדות, ייצור ה־ATP באזור הפגוע היה גבוה בכ־30 אחוזים 24 שעות לאחר הטיפול בהשוואה לבעלי חיים שלא טופלו. הסקירה משנת 2022 ב־Biochemistry (Moscow) מוסיפה את ההשלכות בהמשך: פחות עקה חמצונית, פחות דלקת עצבית, פחות אפופטוזיס, וכן השפעות על מונואמין אוקסידאז, סינתאז של חנקן חד־חמצני, יצירת מיטוכונדריה, אוטופגיה והצטברות של חלבונים שקופלו באופן שגוי.

לכן הרעיון פשוט. הפגיעה חוסמת את המסלול הרגיל של האלקטרונים, ומתילן כחול מציע מסלול עוקף. כל מה שבא אחר כך תלוי בסוג הפגיעה, במועד המתן ובאופן המדידה.

פגיעה טראומטית אינה שבץ

במודל של פגיעה מוחית טראומטית, הכוח מופעל בבת אחת. הנזק הראשוני הוא מכני: רקמה נקרעת, כלי דם נבקעים ומחסום הדם־מוח נפתח בתוך דקות. מה שמתילן כחול עשוי להשפיע עליו באופן סביר הוא הגל המשני שמתפתח בשעות ובימים שלאחר מכן, כאשר המיטוכונדריה ברקמה ששרדה כושלות, הדלקת מתפשטת והבצקת מצטברת. מדדי התוצאה במחקרים האלה משקפים את הרצף הזה: נפח הנגע, תכולת המים במוח, הישרדות נוירונים סמוך לאזור החבלה והתנהגות מאוחרת יותר, כגון התאוששות מוטורית או למידה במבוך.

במודל של שבץ או איסכמיה כללית, אופי הפגיעה הפוך. זרימת הדם נעצרת, כשל אנרגטי מתפתח בתוך דקות, והשבת הזרימה גורמת לפגיעה נוספת משלה עקב חידוש אספקת הדם. כאן מתן המנה מתוזמן ביחס לאירוע בכלי הדם, לעיתים קרובות בתוך דקות מהחסימה או מחידוש אספקת הדם, ומדדי התוצאה מכמתים את גורלה המיידי של הרקמה לאורך שעות ועד יום או יומיים: גודל האוטם, זרימת הדם והתאוששות תפקודית מוקדמת. אחד הדפוסים בספרות על שבץ הוא טיפול מקדים, שבו בעלי חיים מקבלים מנה לפני חסימת כלי הדם. כך נבחנת מניעה באופן שאי אפשר לשחזר מבחינה אתית בבני אדם בניסוי של חבלת ראש.

התוצאות במחקרי השבץ הן החזקות ביותר בספרות העוסקת בפגיעה, והן כוללות גם את הממצא הברור ביותר של היעדר השפעה. אצל חולדות שקיבלו מתילן כחול בעת חידוש אספקת הדם לאחר שעה של חסימת עורק המוח האמצעי, האוטמים היו קטנים ב־30 אחוזים ביום 2, וחלק גדול יותר מליבת האזור שבסיכון ומאזור הפנומברה ניצל (שן, 2013). מחקר על חסימה קבועה מצא התקדמות איטית יותר של רקמה בסיכון לכדי אוטם, אך ללא ירידה בנפח האוטם הסופי לאחר 24 שעות באף אחת משתי המנות שנבדקו (רודריגז, 2014). מחקר חסימה שלישי הפחית את גודל האוטם בערך במחצית במנה האמצעית ותיעד ישירות את המבנה האולטרה־מיקרוסקופי של המיטוכונדריה ואת המיטופגיה במוח האיסכמי, ובמקביל דיווח על ממצא שנוגד את האינטואיציה: האפופטוזיס שנמדד עלה בעוד שהנמק פחת (די, 2015). ובאיסכמיה כללית, עירוי רציף במנה נמוכה שיקם את פעילות ציטוכרום c אוקסידאז, את רמות ה־ATP ואת פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית באזור CA1 הפגיע בהיפוקמפוס, שימר את הנוירונים האלה והגן על הזיכרון המרחבי (לו, 2016). כדאי להתעכב על המדידה הזו ב־CA1: נתונים ישירים על ATP ועל שרשרת הנשימה מתוך מוח פגוע, נתונים שבספרות על TBI לרוב מסיקים בעקיפין במקום למדוד.

ניוון עצבי כרוני שונה משניהם. במודלים של מחלות אלצהיימר, פרקינסון והנטינגטון, בעלי חיים מקבלים מנות במשך שבועות או חודשים, ונמדדים הצטברות חלבונים, עיבוד דופמין או ירידה קוגניטיבית הדרגתית. למדדי התוצאה האלה אין כמעט דבר במשותף עם נגע שנמדד ימים לאחר חבלה. קוראים שמעבירים תוצאה מטור אחד לאחר מעבירים ממצא מעבר לגבול שהניסויים מעולם לא חצו. המדריך שלנו לספרות על ניוון עצבי משאיר את המחקרים ארוכי הטווח האלה במסגרת נפרדת, וההשוואה לראיות העוסקות בשבץ בלבד מפרידה בפירוט בין מערכי ניסוי של חסימת כלי דם למערכי ניסוי של חבלה.

מה נעשה בפועל במודלים של TBI

לא פורסם שום ניסוי בבני אדם במתילן כחול לפגיעה מוחית טראומטית. כל הידע המחקרי על TBI מגיע מעבודה בבעלי חיים, בעיקר חולדות ועכברים, והוא מתרכז בקבוצה קטנה של ניסויים שכדאי לציין במפורש, משום שהפרטים שלהם נבדלים בדרכים שתקצירים מטשטשים.

המחקר המוקדם ביותר על חבלה מבוקרת בקליפת המוח נתן לחולדות 1 mg/kg דרך הווריד שעה לאחר חבלה קלה, ולאחר מכן 0.5 mg/kg כעבור שלוש שעות (וואטס, 2014). נפח הנגע ב־MRI נותר נמוך יותר בבעלי החיים המטופלים לאורך שבועיים של מעקב. מספר טעויות הצעד במבחן הליכה ירד באופן מובהק בימים 1, 2 ו־7, אך לא ביום 14. בבדיקה במיקרוסקופ ביום 14, מספר הנוירונים המתנוונים בקליפת המוח הפגועה היה 270 לעומת 368 בכל שדה ראייה, וצביעת ניסל חריגה נצפתה ב־41 לעומת 73. במילים אחרות, הגנה מוקדמת, כשהיתרון ההתנהגותי דעך עד השבוע השני.

מערך ניסוי של פגיעה מפושטת השתמש בחבלת לחץ נוזל בקו האמצע בעכברים ובמנה יחידה של 2 mg/kg דרך הווריד בתוך חצי שעה (פן, 2015). בעלי החיים המטופלים הראו ביטוי מתון יותר של גנים דלקתיים, פחות תאי מיקרוגליה דלקתיים, פחות בצקת נראית לעין והיעדר התנהגות דמוית דיכאון ביום 7. גם הממצאים של היעדר השפעה חשובים באותה מידה: הפגיעה עצמה העלתה את תכולת המים במוח במידה מתונה בלבד, ומתילן כחול לא מנע את הירידה במשקל הגוף או את הליקוי בתיאום המוטורי. השפעה אנטי־דלקתית אינה זהה להגנה מלאה.

שני מחקרים בעכברים השתמשו באותו לוח זמנים, 1 mg/kg כעבור שעה, 0.5 mg/kg כעבור שש שעות, ולאחר מכן מתן יומי במשך שלושה ימים, והרחיבו את הבנת המנגנון. במודל של חבלה בקליפת המוח, הטיפול הקטין את נפח הנגע לאחר 24 שעות, 72 שעות וביום 14, תוך שימור נוירונים והעלאת סמני אוטופגיה (ג'או, 2016). במודל של חבלת לחץ נוזל, הוא הפחית אפופטוזיס של נוירונים, צמצם את הדליפה במחסום הדם־מוח ושיפר ציונים נוירולוגיים לאורך שבועיים (שן, 2019). עם זאת, בתכולת המים במוח לא נמצא הבדל לאחר 72 שעות במחקר של ג'או, ובביצועים במבחן רוטארוד לא נמצא הבדל בימים 1 ו־3 במחקר של שן. מדדי הנגע והישרדות התאים השתנו; מדדי הנפיחות והתפקוד המוטורי המוקדם לא תמיד השתנו בעקבותיהם.

הניסוי הבולט מבחינת התזמון הוא ניסוי המתן המאוחר (וואטס, 2016). באותו מודל חבלה, המנה הראשונה לא ניתנה עד 24 שעות לאחר הפגיעה. עד יום 2, הקבוצה שקיבלה טיפול מאוחר הראתה ירידות בנפח הנגע שהיו דומות לאלה של בעלי חיים שטופלו בשעות הראשונות, והירידה נשמרה בימים 7 ו־14. האות ההתנהגותי היה חלש יותר: השיפור בטעויות הצעד בקבוצת הטיפול המאוחר היה מגמה לא מובהקת. מעבדה אחת, מודל אחד, חלון אחד של 24 שעות. זו ראיה ממשית לכך שהחלון משתרע מעבר לשעות הראשונות, וזו גם כל הראיה הקיימת לטענה הזו. שימו לב למלכודת במילה מאוחר במקומות אחרים: סדרת מחקרים רוסית שכותרותיה עסקו בהגנה עצבית מאוחרת נתנה מנות לאחר 30 דקות, והשתמשה במילה מאוחר כדי לתאר תוצאות ארוכות טווח, ולא התחלה מאוחרת של הטיפול.

מחקר קטן יותר על פגיעה מוקדית בחולדות משלים את תמונת התזמון מהכיוון האחר: הן מתן מיד לפני הפגיעה והן מתן 30 דקות אחריה הפחיתו ליקויים בתפקוד הגפיים (סטלמאשוק, 2019). טיפול מקדים עובד במעבדה בדיוק משום שהמעבדה קובעת את מועד הפגיעה.

חשוב כאן להקפיד על הבחנות בין המנות. הסקירות מתארות מנות נמוכות כמעוררות נשימה מיטוכונדריאלית ומנות גבוהות כמעכבות אותה, אותו דפוס דו־שלבי שנצפה בפרמקולוגיה של מתילן כחול. לכן אי אפשר לפרש את התוצאות כיותר כחול, יותר התאוששות. כל מחקר בוחן נקודה אחת על עקומה. ההסבר על תגובת המנה עוקב אחר העקומה הזו במודלים שונים, ופרופיל הבטיחות ותופעות הלוואי עוסק במה שמנות גבוהות יותר עושות במקום זאת.

קראו לרוחב הטבלה: אותה תרכובת, שלושה שעונים שונים. מניעה שייכת לשורה האמצעית, טיפול מיידי לשתי הראשונות, ותוצאות מאוחרות לראשונה ולשלישית.

מניעה, טיפול מיידי, תוצאות מאוחרות

מניעה היא הטענה שהכי קל להבין באופן שגוי. במודלים של איסכמיה, מצבם של בעלי חיים שקיבלו מנה לפני חסימת כלי הדם טוב יותר, ולעיתים מצטטים את התוצאה הזו כאילו מתילן כחול מגן על כל מוח מפני כל פגיעה עתידית. היא אינה מראה דבר כזה. היא מראה שמיטוכונדריה שהוכנו מראש עם מסלול אלקטרונים חלופי עומדות טוב יותר באובדן מתוזמן של זרימת הדם. איש אינו קובע מראש מועד לפגיעת ראש.

טיפול מיידי הוא התחום שבו מתרכזות הראיות על TBI. מתן בשעות שלאחר החבלה מכוון לשרשרת הפגיעה המשנית בעודה מתפתחת: כשל אנרגטי, עקה חמצונית, דלקת ונפיחות. שיפור במדדי הנגע והבצקת כאן הוא השפעה טיפולית ממשית, אבל מדובר בטיפול בתהליך, לא בביטול קריעת הרקמה.

תוצאות מאוחרות הן הרעיון השלישי. התנהגות שנמדדת שבועות לאחר פגיעה, או עיבוד חלבונים שנמדד חודשים לאחר תחילת מודל ניווני, עונים על השאלה אם ההגנה המוקדמת נשמרה או אם תהליכים איטיים שינו כיוון. נגע קטן יותר לאחר 24 שעות, מגמה התנהגותית לא מובהקת לאחר מנה שניתנה באיחור של 24 שעות, ושיפור במבוך חודשים לאחר תחילת מתן כרוני הם שלוש טענות שונות עם שלושה רפי הוכחה שונים, וכרגע רק הראשונה עומדת ברף שלה יותר מפעם אחת.

מה הראיות האלה אינן יכולות להראות

לכל תוצאה לעיל יש אותו גבול. מיטוכונדריה של מכרסמים מגיבות למתילן כחול בדרכים שייתכן שמשותפות גם למיטוכונדריה אנושיות, אבל חולדה שמקבלת מנה תוך־ורידית דקות לאחר חבלה מכוילת אינה אדם שמגיע לחדר מיון שעות לאחר נפילה. הרדמה, חומרת פגיעה מבוקרת, בעלי חיים צעירים ובריאים ומעקב קצר מצמצמים כולם את האפשרות להשליך את הממצאים. אין כלל מחקר על מתילן כחול בפגיעה מהדף, ולכן סוג הפגיעה הרלוונטי ביותר לקוראים מהתחום הצבאי הוא זה שיש לגביו הכי מעט ראיות.

גם אין כאן התאמה של מנות מבעלי חיים לבני אדם. בספרות על בעלי חיים נעשה שימוש במתן תוך־ורידי ותוך־צפקי, במנות שנבחרו לצורך בקרה ניסויית, ולא בטיפות לנטילה דרך הפה שנמכרות לצרכנים. שום דבר במחקרים האלה אינו קובע משטר טיפול לבני אדם, ושום דבר כאן אינו בוחן מתילן כחול לצד הטיפול המקובל בפגיעת ראש.

לכן אפשר לרכז את הסיכום הכנה בפסקה אחת. במכרסמים, מתילן כחול שניתן בסמוך למועד של פגיעה מוחית טראומטית או איסכמית משמר את תפוקת האנרגיה המיטוכונדריאלית, ולאחר השימור הזה נצפים נגעים קטנים יותר וציוני התאוששות טובים יותר. מחקר חבלה אחד שמר על חלק מההשפעה על הנגע גם כשהמנה הראשונה ניתנה באיחור של 24 שעות. השאלה אם משהו מזה מתרחש במוחות אנושיים פגועים לא נבדקה, והספרות על TBI ועל שבץ בוחנת תזמונים שונים מול מדדי תוצאה שונים. מי שמוכר ודאות על בסיס הראיות האלה מוסיף מרכיב שהניסויים מעולם לא כללו.