מעכלים חסרי מנוח

מדי יום נולדים מאות מיליוני תאים חדשים במעי הדק, יותר מאשר בכל רקמת גוף אחרת. התאים נוצרים בבסיס המוריגים (Villi) – בליטות זעירות דמויות אצבע המגדילות את שטח הפנים של המעי פי 30. תאים אלה נודדים לאורך הבליטות במשך ארבעה ימים, ולבסוף נשלחים אל מותם בקצות ה"אצבעות". באחרונה גילו מדעני מכון ויצמן למדע כי זירה פעילה זו של לידות ונדודים שוקקת עוד יותר מכפי שהיה ידוע עד כה.

התאים הנודדים נוצרים מתאי גזע החבויים בנקיקים שבין המוריגים. עד כה סברו מדענים כי לאחר שתאי גזע אלה מתמיינים לסוגי תאים שונים – למשל, אנטרוציטים, סוג התא הנפוץ ביותר בדופן הפנימית של המעי הדק – תם תהליך ההתמיינות. אך במחקר החדש, שהתפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי Cell, הראו מדענים מקבוצתו של פרופ' שלו איצקוביץ מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא, כי כאשר האנטרוציטים נודדים לאורך המוריגים, הם ממשיכים להתמיין בהתאם למיקומם על גבי הבליטות – בדומה לפועלים במפעל המחליפים משימות לאורך פס הייצור.

קבוצת המחקר בהובלתו של החוקר הבתר-דוקטוריאלי ד"ר אנדריאס מור הראתה כי התפקידים שממלאים האנטרוציטים בתחנות השונות של "פס הייצור" מותאמים להפליא לכל מיקום ומיקום. כך למשל ליד בסיס האצבעות מתפקדים התאים כ"שומרי סף" ומפרישים חלבונים אנטי-בקטריאליים. מסביר פרופ' איצקוביץ: "פעולה זו מתבצעת ככל הנראה בבסיס האצבעות, שכן במיקום זה החומרים האנטי-בקטריאליים מונעים פגיעה בנקיקים, שהינם חיוניים להתחדשות דופן המעי".

גם ספיגת חומרי המזון השונים משתנה מתחנה לתחנה. שומרי הסף שבבסיס האצבעות מתמחים בספיגת חומצות אמינו; האנטרוציטים בחלקם המרכזי של המוריגים מתמחים בספיגת גלוקוז, ולבסוף, בקצות האצבעות, מתמיינים האנטרוציטים לתת-סוג המתמחה בספיגת שומנים. "כל התאים האלה קרויים כיום אנטרוציטים, אך הראינו כי לכל תת-סוג מאפיינים שונים ביותר, כך שבעצם מדובר בסוגי תאים שונים", אומר פרופ' איצקוביץ.

התאים שבקצות האצבעות מבצעים תפקיד חיוני נוסף: הם קולטים מחלל המעי מולקולות ATP המופרשות בכמויות גדולות על ידי החיידקים במעי. אלמלא נוטרלו המולקולות על ידי תאים אלה, הייתה המערכת החיסונית עלולה לפרש אותן כסכנה ולצאת למתקפה. "נראה כי האנטרוציטים בקצות האצבעות מאזנים את תגובת המערכת החיסונית לחיידקי המעי", אומר פרופ' איצקוביץ.

כדי לאפיין את האנטרוציטים על גבי המוריגים – שגודלם כחצי מילימטר כל אחד – השתמשו המדענים בטכנולוגיית לכידת לייזר, שבאמצעותה דגמו תאים במיקומים שונים. המדענים ריצפו את מולקולות האר-אן-אי שליח בתאים אלה כדי לקבוע אילו גנים פעילים בכל מיקום, וזיהו גנים ששימשו "ציוני דרך", כלומר כאלה האופייניים ביותר בכל מיקום. לאחר מכן ריצפו המדענים את הגנומים של אלפי תאים בודדים וקבעו את מיקומם על פני האצבעות בעזרת ציוני הדרך הגנטיים. כך נוצרה מפה מדוקדקת של ביטוי כל הגנים של האנטרוציטים בדופן המעי.

ממפה זו עולה כי כ-85% מהגנים מתבטאים באופן שונה בהתאם למיקום – כלומר הביטוי שלהם מתחזק או נחלש עם נדידת התאים לאורך המוריגים. בהמשך אפיינו חברי קבוצת המחקר – אשר כללה את יותם הרניק, שני בן משה, אפי מססה, מילנה רוזנברג, ד"ר רעיה עילם וד"ר קרן בהר הלפרן – קבוצות של גנים אשר התבטאו במיקומים שונים, ומצאו, בין היתר, כי גנים המתבטאים בקצות האצבעות מייצרים מולקולות איתות נוגדות דלקת.

ממצאי המחקר עשויים לסייע במיפוי מפורט של תאים ברקמות גוף שונות, וכן בגידולים סרטניים, והם פותחים אפשרויות חדשות לחקר מחלות. כך למשל, אפשר יהיה לבדוק אם ביטוי גנים שאינו תואם את המיקום בדופן המעי הדק, עלול למלא תפקיד בהתפרצות מחלות מעי דלקתיות.