מתמיינים מחדש

מדעני המכון גילו את החלבון האחראי על התחדשות הלב ושיקומו לאחר פציעה.

מנגנון הריפוי בגוף האדם, אשר תלוי בהתרבות ובהתמיינות של תאי גזע, מוגבל יחסית לעומת יכולות הריפוי של בעלי-חיים כמו הסלמנדרה, אשר נמצאת במורד העץ האבולוציוני. לסלמנדרות יש תאים בוגרים, שכבר התמיינו, המסוגלים להפוך לצעירים יותר, ולחזור להתחלק ולהתמיין מחדש. כך מסוגלות הסלמנדרות לגדל מחדש איברים שנפגעו.

האם אפשר לגרום לתאי גופנו להוביל להתחדשות איברים, כמו אצל הסלמנדרות? ואם כן, כיצד נוכל למנוע מהתחדשות זו לצאת מכלל שליטה, ולגרום תופעות לוואי מסַכנות חיים? שאלות אלה מעסיקות זה מספר שנים את מדענית הסגל ד"ר רחל סריג, חוקרת במעבדתו של פרופ' אלדד צחור מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא.

ד"ר סריג הייתה שותפה למחקר שבמסגרתו הצליחה קבוצת מדענים, בראשות פרופ' צחור, להעלות תובנות חדשות ביחס לסיבות שבגינן נפסקת התחדשות תאי שריר הלב ביונקים בוגרים. למשל, בעכברים ממשיכים תאי שריר הלב להתחלק עד כשבוע לאחר הלידה; כלומר, עכבר שזה עתה נולד מסוגל לתקן נזק בלב כתוצאה מפציעה, בעוד שעכברים בני שבעה ימים ויותר כבר מאבדים את היכולת לעשות זאת. המדענים גילו, כי חלבון הקרוי ERBB2, אשר ממלא תפקיד משמעותי בהתפתחות הלב, מעורב גם בהתחדשותו, ולמעשה, תאי שריר הלב אינם מסוגלים להתחלק ללא ERBB2.

במחקר שהתפרסם בכתב-העת המדעי Nature Cell Biology, שהוביל החוקר הבתר-דוקטוריאלי ד"ר גבריאל ד'ווה, בדקה קבוצת המחקר האם ביטוי ERBB2 למשך זמן קצר אחרי התקף לב יכול לגרום להתחדשות תאי הלב. ואכן, התברר כי אצל העכברים שלקו בהתקף לב, ולגביהם הפעילו המדענים למשך פרק זמן קצר את החלבון הפעיל ERBB2, לא נצפו סימנים של צלקת או של תיפקוד ירוד – ממש כמו בעכברי הביקורת, שלא לקו בדבר. למעשה, הלבבות שבהם התבטא ERBB2 התחדשו, וחזרו למצבם הקודם.

המדענים הפעילו את ERBB2 למשך זמן קצר בלבד מפני שהגן האחראי ליצירת חלבון זה, כמו רוב הגנים שיכולים לגרום לחלוקת תאים, הוא אונקוגן – גן העלול לגרום סרטן. כלומר, ביטוי הגן לפרק זמן ממושך עלול להוביל להתפתחותו של גידול סרטני. סכנה זו קיימת תמיד כאשר מצליחים המדענים לגרום לתא בוגר לחזור להיות תא גזע, משמע, לחזור להתחלק, ובנוסף גם לשמור על יכולתו להתמיין. "היפוך מסוג זה דורש משנה זהירות", אומרת ד"ר סריג. "התהליך חייב להיות מבוקר בקפידה, מפני שאם הוא משתבש, התאים עלולים לאבד את יכולתם לחזור ולהתמיין. משמעות הדבר היא, שהתאים ימשיכו להתחלק באופן לא מבוקר, מה שעלול לגרום לגידול יתר ולסרטן".

הקשר בין סרטן לבין החזרתם של תאים בוגרים למצב של תאי גזע עמד בליבו של מחקר נוסף, אותו ביצעה ד"ר סריג לפני מספר שנים במעבדתה של פרופ' ורדה רוטר, במחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא. במחקר זה, שפורסם בכתב-העת המדעי Journal of Experimental Medicine, הראו המדענים כי הגן p53, הידוע כבולם סרטן, הוא חיוני כאשר "מתכנתים מחדש" תאים כדי לגרום להם לחזור למצב של תאֵי גזע עובריים. בתאים אלה חייב להיות עותק תקין של p53. ללא גן זה, עלולים תאי הגזע שתוכנתו מחדש להפוך לסרטניים.

כעת מסתמכת ד"ר סריג על ממצאים אלה במחקרה החדש. הפעם היא מנסה לבחון מדוע הלב שלנו, למרות שהוא מכיל הרבה תאי תמיכה מתחלקים, עמיד מפני התפתחות גידולים סרטניים. האם קיים מנגנון המסוגל לבלום את הסרטן באיברי גוף מסוימים החיוניים לקיומנו, כמו הלב? התשובה לשאלה זו עשויה לעזור למדענים ולרופאים להבין מדוע פוגע הסרטן בדרגות שונות של שכיחות באיברים שונים בגוף, ואולי אף תוכל לסייע במניעת גידולים אלה באמצעות טיפולים אשר יסתייעו  בהתחדשות איברים באמצעות תאי גזע.