המטריצה החוץ תאית במוח והתפתחות אוטיזם

כאשר אנו חושבים על אוטיזם ומבנה המוח, אנו נוטים להתמקד בתאי העצב (נוירונים) ובתקשורת החשמלית ביניהם.

עם זאת, מחקר חדש ופורץ דרך שפורסם בחודש נובמבר 2025 בכתב העת Nature Communications, מפנה את תשומת הלב לרכיב שלרוב נהוג להתעלם ממנו: מטריזום (Matrisome) או בעברית המטריצה החוץ תאית.

על מנת להבין את תפקידו, ניתן לדמות את המטריזום לפיגום דינמי וחכם העוטף את כל תאי המוח.

הוא מהווה כ-40% מנפח המוח המתפתח של העובר, והוא הרבה יותר מסתם דבק שמחזיק את התאים.

המטריצה החוץ תאית מנחה את התאים לאן לנדוד, מספקת להם תמיכה מבנית, וקובעת כיצד הם יתקשרו זה עם זה, ומכאן שתפקידה בהתפתחות המוח האנושי קריטי.

המחקר החדש מצא כי שיבושים בבניית המטריצה החוץ תאית במהלך ההריון הם חלק בלתי נפרד מהתהליכים שמובילים להתפתחות אוטיזם ולהפרעות נוירו-התפתחותיות נוספות.

מפת דרכים גנטית ברזולוציה גבוהה

המחקר התבסס על שיטה מתקדמת הנקראת מטא-אנליזה של ריצוף RNA בתא בודד.

במקום לבדוק את המוח כיחידה אחת, החוקרים שילבו נתונים מ-6 מחקרים שונים ובחנו מעל 213,000 תאים בודדים מ-37 תורמים שונים, בין השבוע ה-8 לשבוע ה-26 להריון.

היכולת להסתכל על כל תא בנפרד אפשרה לחוקרים ליצור מפת דרכים גנטית מדויקת להפליא.

החוקרים הצליחו לראות אילו גנים בונים את המטריצה החוץ תאית בכל סוג תא ובכל שלב של ההתפתחות. זהו כלי עוצמתי במיוחד, שכן הוא מאפשר לזהות לא רק אילו גנים קשורים לאוטיזם, אלא מתי בדיוק ובאילו תאים הם פועלים.

במסגרת המחקר, החוקרים הצליחו לבודד רשימה של 1,027 גנים המרכיבים את המטריצה החוץ תאית במוח.

כאשר הם השוו את הרשימה הזו למאגרי מידע של גנים הידועים כקשורים לסיכון לאוטיזם (כמו SFARI), הם גילו ממצא מדהים: 139 גנים של המטריצה החוץ תאית מזוהים כגורמי סיכון להפרעות התפתחותיות.

הממצאים הראו כי כ-17.2% מהגנים המהווים את ליבת המטריצה החוץ תאית קשורים לסיכון להפרעות כמו אוטיזם, מוגבלות שכלית, אפילפסיה והפרעות קשב וריכוז.

חשוב לציין שהמחקר מצא שחלק מהגנים הללו משותפים לכמה הפרעות, מה שמסביר מדוע לעיתים קרובות אנו רואים ילדים אוטיסטים הסובלים גם מאפילפסיה או קשיים בלמידה.

הטרימסטר השני כנקודת שיא

המחקר זיהה שהפעילות המשמעותית ביותר של הגנים המרכיבים את המטריצה החוץ תאית במוח מתרחשת בטרימסטר השני, השליש האמצעי, של ההריון.

זהו השלב שבו המוח עובר את השינויים הדרמטיים ביותר, ואז תאי הגזע מתחלקים במהירות, הנוירונים נודדים למקומם הסופי והמוח מתחיל להתקפל וליצור את השכבות המורכבות שלו.

נמצא כי בטרימסטר השני ישנו מספר שיא של גנים פעילים שאחראים על צמיחת שלוחות התאים (אקסונים) ועל נדידתם.

אם המטריצה החוץ תאית במוח אינה נבנת כהלכה בשלב הקריטי הזה, התאים עלולים לטעות בדרך או להיכשל ביצירת הקשרים הנכונים, מה שעלול להוביל לשינויים במבנה המוח המאפיינים אוטיזם.

אחד הגילויים החשובים להורים הוא שהאוטיזם אינו קשור רק לתאי העצב עצמם. המחקר מצא כי תאים הנקראים אסטרוציטים, תאים כוכביים או תאי תמיכה, ותאים הבונים את כלי הדם במוח הם היצרנים העיקריים של החומרים הבונים את המטריצה החוץ תאית של המוח.

למעשה, גורמי הסיכון לאוטיזם נמצאו פעילים במיוחד בתאים הלא-עצביים הללו.

זה משנה את האופן שבו מדענים מבינים את האוטיזם. התמיכה הסביבתית בתוך המוח חשובה לא פחות מהתאים שמעבירים את המידע.

המחקר זיהה גנים ספציפיים כמו LGALS3 ו-S100B שעוזרים להבין כיצד תאי גזע הופכים לתאי תמיכה וכיצד הם בונים את הסביבה המוחית.

המוח בתפקיד מרכזייה

המטריצה החוץ תאית של המוח משמשת גם כמו מרכזיית תקשורת מתקדמת וחשובה.

החוקרים זיהו שלושה מסלולי תקשורת עיקריים, הנקראים PTN, MK ו-SEMA6, שדרכם התאים מתקשרים באמצעות המטריצה החוץ תאית.

מסלולים אלו אחראים על הישרדות התאים ועל הכוונתם ליעד הנכון בעת התפתחות המוח. שיבוש במסלולי תקשורת אלו, שנגרם כתוצאה משינויים גנטיים של המטריצה החוץ תאית, עלול להוביל להפרעות בתקשורת המוחית, שיבואו לידי ביטוי מאוחר יותר כקשיים בוויסות חושי, קשיים בתקשורת חברתית והתפתחות אוטיזם.

אף על פי שמדובר במחקר ראשוני שבחן ובדק לעומק את התפתחותה של המטריצה החוץ תאית במוח, ההשלכות שלו על העתיד הן משמעותיות:

• אבחון מדויק יותר: הבנת החלונות בזמן שבהם הגנים הללו פועלים עשויה לאפשר בעתיד לפתח בדיקות מוקדמות או מדויקות יותר.
• פיתוח טיפולים ממוקדים: במקום לנסות לטפל בסימפטומים בלבד, המדע שואף כעת להבין כיצד ניתן לתקן או לתמוך בסביבה התאית של המוח.
• הבנה רחבה של האוטיזם: המחקר מחזק את התפיסה שהאוטיזם הוא מצב מורכב הנובע משילוב של גורמים רבים, ונותן הסבר מדעי לכך שהשפעותיו רחבות כל כך ונוגעות למערכות שונות במוח.

המחקר מגלה לנו שהמוח המתפתח הוא כמו בניין מורכב הזקוק לפיגומים איכותיים כדי להיבנות נכון.

כאשר אנו מבינים ומכירים את החומרים שמהם עשויים הפיגומים ואת לוחות הזמנים של בנייתם, אנו קרובים יותר מאי פעם להבנת המקור של האוטיזם ולמציאת דרכים חדשות לתמוך בהתפתחות התקינה של המוח.

ונסיים באנלוגיה, במטרה להמחיש את ממצאי המחקר: דמיינו שהמוח הוא גינה מטופחת ומשגשגת. התאים הם הפרחים, אבל המטריצה החוץ תאית של המוח היא האדמה, מערכת ההשקיה והתמיכה עליהם הפרחים מטפסים.

אם האדמה אינה מאוזנת או שמערכת ההשקיה אינה מגיעה לכל מקום, הפרחים יתקשו לצמוח כהלכה.

מחקר זה מספק לנו את הבדיקה הכימית של האדמה הזו, ועוזר לנו להבין אילו רכיבים חסרים כדי שכל פרח יוכל לפרוח בדרכו הייחודית.

קריאה נוספת: האם האוטיזם גנטי?