טוב האחד מן השניים

במחקר חדש, גם הוא בשיתוף פעולה בין שתי קבוצות המחקר, בחנו המדענים את תחזיותיהם התיאורטיות בניסוי במעבדה. ד"ר שלומית רייך-זליגר, ותלמיד המחקר הבתר-דוקטוריאלי (דאז) במעבדתו של ד"ר פרידמן, ד"ר ירון ענתבי, בשיתוף עם ד"ר יובל הרט מקבוצת המחקר של פרופ' אלון, ביצעו את הניסוי. הם גידלו תאי T בתרבית, בכמויות התחלתיות שונות, ועקבו אחר שינויים בכמותם במשך שבוע. ממצאיהם, שהתפרסמו בכתב-העת המדעי Cell, תומכים בתיאוריה שמספר תאי ה-T מגיע ליציבות כתוצאה מפעולתו של המנגנון הכפול של מולקולת ה-IL-2. בדרך זו נשמרת כמות התאים באיזון כמעט מוחלט, ללא תלות בכמותם הראשונית. יחד עם זאת, כפי שחזה המודל התיאורטי, תופעה זו נכונה רק אם כמות התאים גבוהה מסף ראשוני וקבוע. מתחת לאותו סף מצטמקת אוכלוסיית תאי ה-T, ובסופו של דבר נכחדת. "ייתכן", אומר ד"ר פרידמן, "שתופעה זו משמשת כמעין מנגנון הגנה שנועד למנוע, לדוגמה, תגובה מוגזמת לתופעות חסרות משמעות".

 

תוצאות הניסוי מראות, כי איזון מספר התאים אכן תלוי במולקולת ה-IL-2, וכי תאי T יוצאים מאיזון אם אינם יכולים להפריש מולקולה זו. המדענים גם איששו את הסברה, כי רמות ה-IL-2 עולות בתחילת התהליך, יורדות בהמשך, ומגיעות לשיאים גבוהים יותר דווקא במקרים שמספר התאים ההתחלתי נמוך, ככל הנראה כדרך להגביר את עוצמת האיתות ולקדם את התפשטותם.

 

אבל השאלה המרכזית עדיין תלויה ועומדת: מדוע המולקולה עובדת בשיטת "שניים במחיר אחד"? כדי לבדוק אפשרויות אחרות בחנו המדענים, בעזרת המודל המתמטי, מה קורה אם מעורבות בתהליך כזה שתי המולקולות. ממצאיהם הראו, כי שתי מולקולות נפרדות – שלכל אחת מהן תפקיד משלה – מגבירות את רגישות התא להפרעות סביבתיות, ועלולות ליצור "הפרת איזון" בכל המערכת. מנגד, למולקולה אחת – שלה שני תפקידים – יש טווח פעולה רחב יותר, והיא מאפשרת למערכת לקבל ולשפוט באופן יציב יותר את האותות החיצוניים, בדומה לאופן שבו קובעת עליסה כיצד יפעלו עליה השפעות חיצוניות: כלומר כיצד תגרום נגיסה בפטרייה להתכווצותה, או דווקא להיפך – לצמיחתה לגובה.

 

במולקולת IL-2 אמנם נעשה שימוש בטיפול במיגוון מחלות, אך בשל השפעות לוואי מדובר בשימוש מוגבל. לכן, הבנה רחבה יותר של מנגנוני הפעולה המורכבים עשויה לסייע, בעתיד, בפיתוח שיטות טיפול יעילות יותר. לממצאי המחקר יש השלכה גם על הבנת מערכות ביולוגיות אחרות, שבהן מולקולה אחת מבצעת שני תפקידים מנוגדים (למשל, גלוקוז, המשפיע בדרכים שונות ומנוגדות על תאים המייצרים אינסולין בלבלב).

 

במחקר השתתפו ד"ר אירינה זרצקי מהמחלקה לאימונולוגיה, וד"ר אברהם מאיו מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא.