הינך נמצא כאן

הגנום השני

04.08.2013

תצלום מיקרוסקופ אלקטרונים סורק של אוכלוסיות חד-תאיים על גבי תאי האפיתל במעי
 
אנחנו סבורים שגופנו מוכר לנו היטב, אך למעשה, הוא רוחש חיים סמויים, מסתוריים: אוכלוסיות עצומות של חיידקים, פטריות, נגיפים וטפילים שוכנים בו. חשיבותם של היצורים החד-תאיים האלה, שמספרם בגוף מוערך ב-1016 – פי מאה ממספר תאי הגוף – הולכת ונחשפת בשנים האחרונות, הן לצורך תפקודו היומיומי של הגוף הבריא, והן בקשר למחלות כמו סוכרת, השמנת יתר וסרטן. בעקבות גילויים אלה מתחוללת בשנים האחרונות מהפכה בגישה לאותם יצורים צנועים: לא עוד "נוסעים סמויים" בעלי השפעה מוגבלת על מערכת העיכול לבדה (או, לכל היותר, מחוללי זיהומים מפעם לפעם), אלא חלק בלתי נפרד מהייצור הרב-תאי המאחסן אותם. גישה זו, שזכתה לכינוי "סופר-אורגניזם", רואה בסך החומר הגנטי של אוכלוסיות החד-תאיים "גנום שני" של הגוף המאחסן, נוסף על ה"גנום הראשון" המוכר, ומכיל פי מאה עד אלף גנים.
 
ד"ר ערן אלינב, שהצטרף למחלקה לאימונולוגיה במכון לאחר שהשלים מסלול התמחות מלא כרופא פנימי, חוקר את מערכת היחסים המורכבת שבין אוכלוסיות החד-תאיים בגוף יונקים, בהם, כמובן, בני-אדם, לבין תאי הגוף המאחסן. בסדרת מאמרים שפרסם במסגרת מחקרו הבתר-דוקטוריאלי גילה "אמצעי תקשורת" בין שני סוגי התאים, וחשף את האופן בו משפיעות אוכלוסיות החד-תאיים על מחלות מהנפוצות ביותר במערב, ובהן סוכרת, סרטן, טרשת עורקים ומחלות מעי דלקתיות.
 
אוכלוסיות החד-תאיים ותאי היונק המארח אותם חיות בקרבה אינטימית במקומות שונים בגוף: על גבי העור, ברקמות ריריות כמו הפה והנשימה, ועוד. אולם המפגש הדרמטי ביותר ביניהם מתרחש במערכת העיכול. ריכוזי אוכלוסיות החד-תאיים שם הם מהצפופים ביותר על כדור-הארץ, ובכל זאת, במרחק שכבת תאים אחת – תאי האפיתל המדפנים את המעי – מצוי שטח סטרילי, נקי מחיידקים, שמהווה את תוך גופינו. במחקר שהתפרסם בכתב-העת Cell גילה ד"ר אלינב כי בשכבת תאים זו, המשמשת כקו ההגנה הראשון מפני פולשים לא רצויים, מצוי מעין "חיישן", המאפשר למערכת החיסונית של הגוף המאחסן לנטר את אוכלוסיית החיידקים. ה"חיישן" שגילה הוא אחד מקבוצת גורמים שהתגלו בשנים האחרונות, המכונים "אינפלמזומים" (Inflammasomes), אשר מהווים "אמצעי תקשורת" בין הגוף המאחסן לבין אוכלוסיות החיידקים. (הראשון בחיישנים אלה, השייך למשפחה אחרת, התגלה בשנת 1996, וזיכה את מגליו בפרס נובל לרפואה לשנת 2011). בניסויים שנעשו בעכברים הוכיח ד"ר אלינב את חשיבות של האינפלמזום שגילה באמצעות פגיעה מכוונת בתפקודו. בעקבות כך פיתחו העכברים מחלת מעי דלקתית.
 
במחקרי המשך הראה ד"ר אלינב כי אינפלמזום זה מעורב גם במחלות מטבוליות ובסרטן. במחקר הראשון, שהתפרסם בכתב-העת Nature, יצר עכברים נטולי אינפלמזום, במטרה להסביר את התפתחות מחלת הכבד שומני. מחלה זו – ממנה סובלים כ-30% מהאוכלוסיה בעולם המערבי – אינה גורמת במרבית המקרים לתסמינים קשים, אך אצל מיעוט מהלוקים בה היא עלולה להתפתח למחלה דלקתית חמורה, ולגרום לשחמת הכבד, לגידולים, לסיבוכים ואף למוות. מהו ה"מתג" המפעיל את מעבר המחלה לשלב ההרסני? ד"ר אלינב הראה כי הגורם לכך הוא שינוי בהרכב אוכלוסיות החד-תאיים במעיים, וכי שינויים אלה עשויים להשפיע גם על מחלות מטבוליות נוספות, כמו סוכרת, עודף כולסטרול, והשמנה קיצונית. במחקר נוסף, שהתפרסם בכתב-העת PNAS, הראה כי שינויים באוכלוסיית החיידקים מעורבים גם בהתפתחותם של תהליכים סרטניים.
מבנה האינפלמזום
במעבדתו החדשה במכון ויצמן למדע ממשיך ד"ר אלינב לחקור את יחסי הגומלין בין אוכלוסיות החד-תאיים לבין הגוף המאחסן, הן במודלים של עכברים והן בבני-אדם, לבחון את השפעתם על מחלות, ולחפש אפשרויות לטיפול רפואי. כדי להתמודד עם האתגרים המורכבים שמציג תחום המחקר הצעיר גייס לקבוצתו חוקרים מתחומים מגוונים: 
 
אימונולוגיה, מיקרוביולוגיה, מטבוליזם וביולוגיה חישובית, וייסד שיתופי פעולה עם קבוצות מחקר במכון וברחבי העולם. בנוסף, הוא מקיים שיתוף פעולה הדוק עם המרכז לרפואה מותאמת אישית במכון. "תחום המחקר הזה קשור מטבעו לרפואה מותאמת אישית, משום שהרכב אוכלוסיות החד-תאיים של כל אדם היא ייחודית לו ומושפעת מסך של גורמים סביבתיים, כמו תזונה, מיקום גיאוגרפי, חשיפה לעקה, ועוד. 'הגנום השני' יאפשר להגדיר ולחזות נטייה למחלות באופן מדויק, ויפתח פתח לטיפולים מותאמים אישית למחלות קשות כמו סוכרת, טרשת עורקים וסרטן".
 
 
 
מדענים ורופאים
 
מפגש שהתקיים באחרונה במכון הפגיש בין רופאים לבין מדענים ממכון ויצמן למדע, אשר חולקים תחום מחקר משותף – השמנה וסיבוכיה. במפגש העלו הרופאים שאלות וסוגיות בעלות עניין מחקרי בהן הם נתקלים בעבודתם היום-יומית, ואותן הם מעוניינים לבחון, כמו: מדוע מחלת הסוכרת נעלמת
לאחר ניתוח לקיצור קיבה? מדוע אנשים מגיבים באופן שונה לכמויות זהות של קלוריות? מה התפקיד שממלאת רקמת השומן במחלות מטבוליות? המדענים הציגו דרכים לחקור את השאלות שהועלו.
 
את המפגש – המתוכנן להיות ראשון בסדרה של מפגשים דומים – ארגנו ד"ר אילת ארז מהמחלקה לבקרה ביולוגית וד"ר ערן אלינב מהמחלקה לאימונולוגיה, במטרה ליצור קשרים ויחסי גומלין בין רופאים ומדענים סביב נושאים משותפים, בשאיפה שקשרים ראשוניים אלה יבשילו לכדי עבודה מחקרית משותפת. המארגנים מקווים להרחיב בהדרגה את מעגל המשתתפים, כך שיכלול גם רופאים ומדענים שכיום אינם מודעים לחשיבות הדיאלוג בין התחומים. בקרוב מתוכנן כנס בהיקף גדול יותר, אשר יעסוק במחלת מעי דלקתית (IBD) – מחלה נפוצה בקרב יהודים – בו צפויים להשתתף רופאים וחוקרים בתחום מהארץ ומהעולם.
 
מפגשי המדענים והרופאים מהווים חוליה אחת בתוכנית כוללת שמטרתה לגשר בין מדעני מכון ויצמן למדע לבין רופאים, תוכנית הזוכה לעידוד ולתמיכה של הדיקנים בפקולטות למדעי החיים. רוח גבית נוספת לתוכנית מספק המרכז לרפואה מותאמת אישית שמוקם בימים אלה במכון שיוצר הזדמנות ונגישות להוציא את המחקרים אל הפועל.
 
המיפגשים הם חלק מתוכנית רב שלבית לגישור בין רופאים קלינאים לחוקרי המכון. "למכון ויצמן אין פקולטה לרפואה, ולכן עלינו למצוא דרכים לשלב סטודנטים לרפואה ומתמחים צעירים ברפואה כבר בשנים הראשונות ללימודיהם", אומרת ד"ר ארז. "לצורך כך יש ליצור תשתית שתעודד רופאים להגיע ולבצע מחקרים במכון, ואשר תעודד את המדענים במכון לצרף רופאים למעבדותיהם". לצורך כך הם יוזמים, בין היתר, תוכנית מלגות לסטודנטים ולרופאים שיבצעו מחקרים במכון.
 
ד"ר ארז וד"ר אלינב אומרים כי הכנסת רופאים למעבדות המחקר נושאת ערך מוסף. "דרך המחשבה של הרופא שונה מהותית משל המדען. במקרים רבים הוא מסתכל בעיקר על הפיסיולוגיה ועל מנגנוני היווצרות המחלות באופן מערכתי, ופחות על תחומי העניין של המדען, שמתמקד יותר במולקולה או בתא", אומר ד"ר אלינב. "שילוב הגישה ההוליסטית עם דרך ההסתכלות הממוקדת של מדען פותחת נתיבי מחקר משולבים חדשים, בעיקר כשמדובר במחלות  נפוצות שהתפתחותן נובעת  מגורמים מרובים, כמו סרטן, השמנה, טרשת עורקים ומחלות דלקתיות".
 
 
 
ד"ר ערן אלינב וד"ר אילת ארז

אישי

ערן אלינב למד רפואה באוניברסיטה העברית בירושלים, "מקצוע שמשלב יכולות אינטלקטואליות ואנושיות", לדבריו, והתמחה ברפואה פנימית בבית החולים "הדסה" בהר הצופים. במקביל לכך החל להתעניין ולעסוק במחקר, ועם סיום ההתמחות החליט להעמיק את ידיעותיו ויכולותיו בתחום זה. את התואר השלישי, בהנחייתו של פרופ' זליג אשחר במכון ויצמן למדע, עשה במקביל לעבודתו כרופא במכון למחלות דרכי העיכול במרכז הרפואי תל-אביב על-שם סוראסקי, ולאחר מכן יצא למחקר בתר-דוקטוריאלי במעבדתו של האימונולוג פרופ' ריצ'רד פלאוול בבית-הספר לרפואה של אוניברסיטת ייל. בשנת 2012 הצטרף למחלקה לאימונולוגיה במכון ויצמן למדע.

ערן נשוי להילה, רופאה בכירה, מנהלת המרכז לרפואת איידס בבית החולים "הדסה". לזוג תאומים בני 13, שירה ועמרי, וילדה בת 8, ענבל. את זמנו הפנוי הוא מקדיש לספורט ימי, לרכיבה על אופניים ולטיולים.
 
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם