הגדרת המחלה והקשר הגנטי-מולקולרי
כבד שומני לא-אלכוהולי (NAFLD) הוא מצב שבו מצטברים שומנים ביותר מחמישה אחוזים מתאי הכבד, ללא קשר לצריכת אלכוהול או למחלות כבד אחרות. מדובר בתסמונת מטבולית רחבה הכוללת שלבים שונים – החל מסטאטוזיס פשוט ועד לדלקת כבדית (NASH), פיברוזיס, שחמת ואף סרטן כבד. התפשטותה נובעת בעיקר מהשמנה ומסוכרת סוג 2, והיא נחשבת כיום לגורם המרכזי למחלת כבד כרונית ברחבי העולם.
מיקרו-RNA (miRNA) הם מקטעים קצרים של RNA שאינם מקודדים חלבון, אך משפיעים על ביטוי גנים על ידי עיכוב התרגום או פירוק של מולקולות mRNA. שינוי בביטוי ה-miRNA נמצא כמאפיין של NAFLD ומשקף את השינויים המולקולריים המתרחשים בכבד. לפיכך, הם מהווים סמנים ביולוגיים אבחנתיים וגם מטרות אפשריות להתערבות טיפולית.
ה-miRNA המעורבים בתהליך הפתולוגי כוללים בין היתר את miR-122, miR-21 ו-miR-34a, המעורבים במטבוליזם של שומנים; miR-103a-2, הקשור לעמידות לאינסולין; ו-miR-421, miR-375 ו-miR-34a, המעורבים בעקה חמצונית, דלקת ואפופטוזיס.
רקע על החומרים הפעילים
דלתא-טוקוטריינול (δT3) ואלפא-טוקופרול (αTF) הם נגזרות טבעיות של ויטמין E, הידועות בפעולתן נוגדת החמצון והדלקת. במחקרים קודמים נמצא כי שתיהן משפרות מדדים של תפקוד כבד, מפחיתות הצטברות שומן, משפרות רגישות לאינסולין ומפחיתות נזק תאי.
מאפייני המחקר והמשתתפים
במחקר השתתפו מאה חולים, גברים ונשים בגיל ממוצע של 47.7 שנים. המשתתפים חולקו באקראי לשתי קבוצות: אחת קיבלה δT3 במינון של 300 מ"ג פעמיים ביום, והשנייה αTF במינון של 268 מ"ג (400 יחידות בינלאומיות) פעמיים ביום. הטיפול נמשך 48 שבועות, ובמקביל הומלץ למשתתפים על שינויי אורח חיים, הכוללים תזונה מבוקרת ופעילות גופנית. לא נמצאו הבדלים ראשוניים משמעותיים בין הקבוצות מבחינת גיל, מין, פעילות גופנית, תזונה או רמות ה-miRNA בתחילת הניסוי.
השפעת ההתערבות על ביטוי מיקרו-RNA
המחקר בחן את ביטוי שישה מיקרו-RNA עיקריים: miR-122, miR-21, miR-103a-2, miR-421, miR-375 ו-miR-34a. נמצא כי בשתי הקבוצות חל דיכוי מובהק של למעלה מפי שניים בביטוי כל המולקולות לאחר 24 ו-48 שבועות טיפול. עם זאת, קבוצת ה-δT3 הציגה ירידה גדולה יותר בביטוי של miR-375 ו-miR-34a לעומת קבוצת ה-αTF, מה שמצביע על יעילות גבוהה יותר של δT3 בהפחתת דלקת ואפופטוזיס בכבד.
קשרים בין מיקרו-RNA למדדים ביוכימיים
נמצא קשר הדוק בין רמות ה-miRNA לבין מדדים ביוכימיים הקשורים במטבוליזם ובתפקוד הכבד. רמות miR-122 ו-miR-21 נמצאו מתואמות עם מדדי שומן בכבד (FLI ויחס L/S), וירידה בביטוין לוותה בשיפור במדדים אלה. ירידת רמות miR-103a-2 נמצאה קשורה לשיפור ברגישות לאינסולין, כפי שנמדד באמצעות מדד HOMA-IR. ירידה ב-miR-421 לוותה בירידה במדד MDA, המעיד על הפחתת עקה חמצונית. בנוסף, ביטוי מופחת של miR-375 ו-miR-34a נמצא בקורלציה מובהקת עם ירידה בציטוקינים דלקתיים (IL-6, TNF-α, לפטין) ועם עלייה באדיפונקטין, וכן עם ירידה במדד CK-18, המעיד על מוות תאי בכבד.
מנגנוני הפעולה המולקולריים
ירידה בביטוי miR-122 מפחיתה יצירת שומן בכבד על ידי עיכוב ביטוי הגנים SREBP1 ו-FASN והגברת חמצון חומצות שומן דרך הפעלת AMPKα1. ירידת miR-21 גורמת להפעלה של מסלולים אנטי-ליפוגניים כמו PTEN, HBP1-p53 ו-PPARα, שמגבירים את פירוק השומנים.
הפחתת miR-103a-2 משפרת את רגישות התאים לאינסולין באמצעות הגברת ביטוי Cav1, חלבון המייצב את קולט האינסולין. ירידה ב-miR-421 מאפשרת עלייה בביטוי SIRT3 ובפעילות FOXO3, המגבירים יצירת אנזימי נוגדי חמצון ומפחיתים נזק חמצוני.
miR-375 משפיע על דלקת דרך ויסות הקולטן לאדיפונקטין (AdipoR2). ירידת ביטויו גורמת לעלייה ב-AdipoR2, להפחתת IL-6, TNF-α ולפטין ולהגברת רמות אדיפונקטין. הפחתת miR-34a מעלה את ביטוי SIRT1, מפחיתה אצטילציה של p53 ומדכאת את המסלול הפרו-אפופטוטי דרך עיכוב הגן PUMA, ובכך מפחיתה מוות תאי בכבד.
ניתוח סטטיסטי ומובהקות
הנתונים נבחנו באמצעות ניתוח ANCOVA על מנת לנטרל השפעות של שינויים תזונתיים. שתי התוספות הובילו לשיפור מובהק בביטוי ה-miRNA, אך δT3 הראה יתרון משמעותי בהפחתת miR-375 ו-miR-34a (p<0.05). נמצאו מתאמים גבוהים בין רמות ה-miRNA למדדים הביוכימיים (r בין 0.5 ל-0.8), המעידים על קשר חזק בין השינוי המולקולרי לשיפור הפיזיולוגי.
מגבלות המחקר
במחקר לא נבדקו רמות mRNA או חלבונים של הגנים שהוסדרו על ידי ה-miRNA, ולכן לא ניתן היה לאשש ישירות את ההשפעה ברמת הביטוי החלבוני. כמו כן, מגפת הקורונה גרמה לאובדן חלק מהמעקבים, והמחקר נערך במרכז יחיד ובמדגם מצומצם, כך שהכללה לאוכלוסייה רחבה מוגבלת.
שיטות עיקריות
המחקר נערך בתכנון אקראי, כפול סמיות ובקרה פעילה. דגימות פלזמה נאספו בשלוש נקודות זמן – בתחילת המחקר, לאחר 24 שבועות ולאחר 48 שבועות. RNA הופק בשיטת Trizol, וביטוי ה-miRNA נמדד באמצעות RT-qPCR עם נורמליזציה לפי cel-miR-39-3p. השינויים חושבו לפי שיטת 2^−ΔΔCt, כאשר הפחתה בביטוי נמדדה כערך FC קטן מ-1.
מסקנות
מתן יומי של δT3 או αTF למשך 48 שבועות, יחד עם שינוי באורח החיים, מפחית משמעותית ביטוי של מיקרו-RNA המעורבים בתהליכים מרכזיים ב-NAFLD: הצטברות שומן בכבד, עמידות לאינסולין, עקה חמצונית, דלקת ואפופטוזיס. שתי התרכובות מציגות השפעה מגנה על הכבד, אך דלתא-טוקוטריינול מתבלט בעוצמת השפעתו על הפחתת ביטוי miR-375 ו-miR-34a, הקשורים ישירות לבקרת דלקת ומוות תאי. תוצאות אלה מצביעות על פוטנציאל טיפולי ביולוגי משמעותי של δT3 במחלות כבד מטבוליות, ומדגישות את הצורך במחקרים נוספים לבחינת מסלולי ה-miRNA, ה-mRNA והחלבון המעורבים בתהליכים אלה.
מקור
Pervez, M. A., Khan, D. A., Gilani, S. T. A., Fatima, S., Ijaz, A., & Nida, S. (2022). Hepato-protective effects of delta-tocotrienol and alpha-tocopherol in patients with non-alcoholic fatty liver disease: regulation of circulating MicroRNA expression. International Journal of Molecular Sciences, 24(1), 79.
