חבר מביא חבר

הפתגם "אמור לי מי חברך ואומר לך מי אתה'' התגלה כמועיל ביותר בחקר תאים. מדעני מכון ויצמן למדע הצליחו למפות תאי כבד זעירים בעזרת "חבריהם" – תאים גדולים יותר הסמוכים להם. כפי שדווח בכתב-העת המדעי Nature Biotechnology, שיטת ה"חברים" עשויה לאפשר מיפוי של סוגי תאים חדשים בגוף, ואף לקדם בעתיד אפשרות של הנדסת רקמות ופיתוח תרופות חדשות.

מדענים ממפים בדרך כלל סוגי תאים בגוף באמצעות מולקולות אר-אן-אי שליח (mRNA) המכילות את ההוראות הגנטיות לבניית חלבונים. במחקר קודם, גילה ד"ר שלו איצקוביץ מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא, כי תאי כבד הקרויים הפטוציטים – "סוסי העבודה" המרכזיים של הכבד אשר מוציאים לפועל פעולות חיוניות כגון ניקוי רעלים – מתחלקים לתשעה תתי-סוגים לפחות, שכל אחד מהם נמצא במיקום אחר ומתמחה בתפקידים מסוימים.

תאי כבד אחרים, שאינם הפטוציטים, קשים יותר למיפוי בשל גודלם. כך למשל, קשה מאוד למפות את תאי האנדותל בכבד אשר מצפים את כלי הדם ומחברים בינם ובין ההפטוציטים. מיפוי תאים אלה חשוב, שכן הם אינם רק בגדר "שוליות", אלא הם אחראים לתפקידי בקרה חשובים בכבד. עם זאת, מכיוון שהם כה זעירים – קטנים בערך פי 20 מהפטוציטים – תא בודד אינו מכיל כמות מספקת של אר-אן-אי שליח שתאפשר לזהות את מיקומו ואת תכונותיו.

אפשר ליישם את השיטה שפיתחנו כדי למפות תתי-סוגים של תאים תומכים זעירים במוח, בכליות, בלב ובאיברים נוספים בגוף, כולל, למשל, תאי המערכת החיסונית או תאי פיברובלסט, התומכים במבנה הרקמה"

במחקר החדש, פתרו ד"ר איצקוביץ וקבוצתו בעיה זו בכך ששלפו תאים מהכבד בזוגות – כל זוג כלל תא אנדותל אחד ותא הפטוציט הסמוך לו. בהסתמך על המחקר הקודם, מיפו המדענים תחילה את תתי-הסוגים של ההפטוציטים בזוגות, וכך גילו גם את מיקומם של תאי האנדותל הצמודים להם.

בהמשך הוציאו המדענים דגימות של תאי אנדותל ממיקומים שונים בכבד וניתחו את הגנום שלהם. החוקרים זיהו יותר מ-1,000 גנים המתבטאים בתאים אלה בלבד – ולא בהפטוציטים. תגלית זו אפשרה לזהות בכל אחד מהזוגות את מולקולות האר-אן-אי שליח השייכות לתאי האנדותל בלבד, ולא להפטוציטים. לאחר מכן אספו המדענים קבוצות שלמות של תאי אנדותל במיקומים שונים, וכך הניחו ידם על כמות מספקת של מולקולות אר-אן-אי שליח, שאפשרה לקבוע את הפרופיל הגנומי בכל תת-סוג של תאי אנדותל. המדענים גילו כי הביטוי של כשליש מהגנים בתאים אלה עולה או יורד בהדרגה כאשר עוברים בין תתי-הסוגים השונים לאורך דופן כלי הדם.

מיפוי תאי האנדותל כבר הוביל לתגלית חשובה ראשונה. ידוע כי תת-סוג של תאי אנדותל אשר עוטף וריד גדול בכבד, מבטא ברמות גבוהות את הגן הקרוי Wnt, אשר אחראי לבקרה על גנים בעלי חשיבות בהפטוציטים הסמוכים. המדענים הופתעו לגלות כי לצד תת-סוג זה שוכן תת-סוג אחר: תאי אנדותל המבטאים רמות גבוהות של הגן Dkk3, אשר בולם את פעילותו של ה-Wnt. ייתכן ששני תתי-סוגים אלה משגרים לסירוגין אותות כיבוי והדלקה, וכך מאפשרים בקרה על פעילות ההפטוציטים.

"אפשר ליישם את השיטה שפיתחנו כדי למפות תתי-סוגים של תאים תומכים זעירים במוח, בכליות, בלב ובאיברים נוספים בגוף, כולל, למשל, תאי המערכת החיסונית או תאי פיברובלסט, התומכים במבנה הרקמה", אומר ד"ר איצקוביץ. שיטה זו עשויה לסייע גם למאמץ המחקרי ליצור אטלס של כל תאי גוף האדם, שמספרם עומד על כ-100 טריליון – 1 ולאחריו 14 אפסים.

מיפוי מדויק של התאים בגוף עשוי לקדם אפשרות של הנדסת רקמות; כך למשל רקמת כבד מהונדסת תוכל לשמש להשתלות במקום כבד מתורמים, או כמערכת לניסוי רעילות של תרופות שונות, במקום ניסויים בחיות מעבדה. מיפוי זה עשוי לסייע גם במלחמה בסרטן באמצעות פיתוח תרופות שיכוונו נגד תאים התומכים בגידול הממאיר. מיפוי תאי הכבד באופן ספציפי עשוי לקדם פיתוח תרופות למחלות כבד שונות ובהן לייפת (פיברוזיס).

במחקר השתתפו ד"ר קרן בהר הלפרן, רום שנהב, ד"ר חסן מסאלחה, ד"ר ביאטה טוט, עדי אגוזי, אפי מססה וד"ר אנדריאס מור מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא; פרופ' עידו עמית, ד"ר קיארה מדגליה, איל דוד ואמיר גלעדי מהמחלקה לאימונולוגיה; וד"ר זיו פורת מהמחלקה לתשתיות מחקר מדעי החיים.