מדעני מכון ויצמן למדע חשפו מעורבות של חיידקי המעיים ותאי הכבד באי ספיקת כבד חריפה והתוו דרך לטיפול עתידי

אי-ספיקת כבד חריפה היא מצב רפואי קטלני; ללא השתלת כבד דחופה, 80% מהמקרים מסתיימים במוות. בארצות המפותחות הגורם העיקרי לכך הוא שימוש מופרז במינונים גבוהים של משכך הכאבים המוכר פרצטמול.

באחרונה גילו מדעני מכון ויצמן למדע שלושה תתי-סוגים חדשים של תאי כבד הממלאים תפקיד מפתח בהתפתחות אי-ספיקת כבד חריפה בעכברים. במחקר, המתפרסם היום בכתב-העת המדעי Nature Medicine, הראו המדענים ממעבדותיהם של פרופ' ערן אלינב ופרופ' עידו עמית במחלקה לאימונולוגיה, כי אותות שמקורם בחיידקי המעיים ובכבד מפעילים תאים אלה, וכי חסימת האותות וחיסול חיידקי המעיים משפרים משמעותית את תפקוד הכבד ואת השרידות בעכברים. בדיקת רקמות הכבד של חולים עם אי-ספיקת כבד חריפה חשפה דפוס מולקולרי הדומה לזה שבעכברים – ממצא המעורר תקווה בדבר האפשרות לתרגם את הממצאים לטיפול בבני-אדם.

ד"ר אלכסנדרה קולודזיקה, חוקרת בתר-דוקטוריאלית במעבדתו של פרופ' אלינב, הובילה את הפרויקט בשיתוף עם מדענים נוספים מהמכון ועם ד"ר אמיר שלומאי מהמכון הארצי למחלות כבד במרכז הרפואי רבין (בילינסון). ד"ר קולודזיקה ועמיתיה מיפו תחילה את ביטוי הגנים ב-45 אלף תאי כבד של עכברים בריאים ועכברים עם אי-ספיקת כבד חריפה וזיהו 49 תתי-סוגים של תאים – ובהם שלושה תתי-סוגים חדשים של תאי כוכב, תאי אנדותל ותאי קופפר המופעלים באופן לא תקין בזמן אי-ספיקת כבד חריפה. תתי-סוגים אלה הפרישו שלל חומרים אשר משכו אל הכבד תאים של המערכת החיסונית ותרמו בכך להרס האיבר החיוני. כל שלושת תתי-הסוגים התאפיינו בדפוס ביטוי מסוים של 77 גנים, הנשלטים על-ידי אותו חלבון בקרה – גורם השעתוק MYC; ממצאים אלה הצביעו על כך שהתאים מופעלים באמצעות אותה תוכנת הפעלה גנטית.

המדענים שיערו כי ייתכן שאותות שמקורם בחיידקי המעיים משפיעים על תוכנת ההפעלה שגילו, שכן המעיים מתנקזים לכבד דרך רשת מסועפת של ורידים וחושפים בכך את הכבד לחומרים שמקורם במעיים ובחיידקיהם. בהתאם להשערה, כאשר חוסלו חיידקי המעיים בעכברים באמצעות אנטיביוטיקה, תסמיני האי-ספיקה השתפרו. יתר על כן, כאשר המדענים יצרו אי-ספיקת כבד חריפה בעכברים חסרי חיידקי מעיים, המחלה הייתה הרבה פחות חמורה מאשר בעכברים רגילים. מחקרים נוספים בעכברים גילו שבאי-ספיקת כבד חריפה, מולקולות שמפרישים חיידקי המעיים מצטברות בכבד ומפעילות שם את החלבון MYC בשלושת תתי-הסוגים שהתגלו; ללא חיידקי המעיים, MYC מופעל פחות, וכתוצאה מכך נגרם גם פחות נזק לכבד.

בהמשך פיענחה ד"ר קולודזיקה את הפרטים המולקולריים של הפעלת ה-MYC: היא מצאה כי מולקולות שמקורן בחיידקי המעיים מפעילות את MYC באמצעות קולטנים על-פני השטח של שלושת תתי-הסוגים שזוהו כתורמים לכשל הכבד. היא מצאה גם כי MYC מופעל באותה דרך גם על-ידי אותות המגיעים מתאי הכבד עצמם לאחר שניזוקו על-ידי פרצטמול.

""הממצאים מהווים צעד ראשון לקראת הבנה מקיפה כיצד יחסי הגומלין בין גוף האדם ובין חיידקי המעיים שלו תורמים לאי-ספיקת כבד חריפה. הבנה זו עשויה להוביל לטיפולים חדשים במצב רפואי מסוכן וחשוך מרפא זה"

כאשר המדענים ביטלו בעכברים קולטנים פעילים מהסוג הזה או נתנו להם תרופות אשר חסמו את MYC עצמו או הפריעו לתקשורת בין MYC ובין הקולטנים, העכברים לא פיתחו אי-ספיקת כבד חריפה והשרידות שלהם השתפרה. בחינת ביטוי הגנים הראתה כי בעכברים שקיבלו את הטיפולים, שלושת תתי-הסוגים החדשים של תאי הכבד לא הופעלו באופן לא תקין כמקודם, ולכן פחתה גם התנועה של תאי המערכת החיסונית לכבד והנזק לרקמתו הצטמצם משמעותית.

לבסוף, חברו המדענים לד"ר שלומאי כדי לבחון דגימות כבד מחולים עם אי-ספיקת כבד חריפה ומתורמי כבד בריאים. הדגימות מהחולים – אך לא מתורמים בריאים – אופיינו בהפעלה חזקה של MYC בדומה לתצפית בעכברים. ממצאים אלה מעלים את האפשרות כי חסימת MYC ומסלולי ההפעלה שלו באמצעות תרופות, לצד השפעה על חיידקי המעיים, עשויה להוות טיפול באי-ספיקת כבד חריפה.

אומר פרופ' אלינב: "הממצאים מהווים צעד ראשון לקראת הבנה מקיפה כיצד יחסי הגומלין בין גוף האדם ובין חיידקי המעיים שלו תורמים לאי-ספיקת כבד חריפה. הבנה זו עשויה להוביל לטיפולים חדשים במצב רפואי מסוכן וחשוך מרפא זה".

במחקר השתתפו ד"ר שרה פדריצ'י, ד"ר ניב זמורה, ד"ר גאיאטרה מוהפטרה, ד"ר מלי בכש, שני הורנשטין, ד"ר אבנר לשם וד"ר חגית שפירא ממעבדתו של פרופ' אלינב; ד"ר תומר מאיר סלמה מהמחלקה לתשתיות מחקר מדעי החיים של המכון; פרופ' אלון הרמלין מהמחלקה למשאבים וטרינריים של המכון; ד"ר דבי ראובני וד"ר אהוד זיגמונד מהמרכז הרפואי תל-אביב על-שם סוראסקי; וד"ר אנה תובר ממרכז רפואי רבין.

לקבלת מידע נוסף, תמונות ולתיאום ראיונות:
משרד הדובר - מכון ויצמן למדע
08-9343856 news@weizmann.ac.il