מוות בתחנת הכוח

 

תאים חיים, היחידות בסיסיות של כל יצור חי, יכולים לעבור באחת משתי דרכים עיקריות במסעם האחרון. אחת מהדרכים האלה היא, למעשה, הקרבה עצמית שבה התא החולה או הפגוע מעדיף למות מכיוון שהמשך חייו עלול לגרום נזק גדול יותר לאורגניזם השלם. תופעה זו קרויה "אפופטוזיס" (השם נגזר מהמלה היוונית העתיקה המתארת נשירה של עלים בשלכת). "המוות המתחולל בדרך זו הוא מהיר ונקי", אומר ד"ר איתן גרוס מהמחלקה לבקרה ביולוגית במכון ויצמן. "הוא מתחולל ללא דלקות, אינו משאיר שאריות, ואינו גורם נזק לתאים הסובבים. התא ה'מאבד את עצמו לדעת' פשוט מתכווץ, מת, ונאכל על-ידי תאים אחרים". כשל או תקלה בתהליכי האפופטוזיס יגרמו לכך שתאים חולים או פגועים ימשיכו לחיות, תוך שהם מחוללים תהליכים הרי אסון שעלולים לפגוע באורגניזם השלם. כך, למשל, עלולות להיגרם מחלות כגון סרטן, איידס, מחלת אלצהיימר ועוד.

 

"הרס עצמי", אומר ד"ר גרוס, "אינו דבר קל. 'המדריך להתאבדות' של התא, אותה 'תוכנה' המורה לו, בתנאים מוגדרים, 'לאבד את עצמו לדעת', מכיל מערך הוראות מסובך ומורכב מאוד". בשנות ה-80 התגלתה משפחת חלבונים בשם 2 BCL- הממלאת תפקיד מרכזי באפופטוזיס, דבר שהאיץ במידה ניכרת את הפעילות המחקרית בתחום זה. התחום קיבל חיזוק נוסף כאשר התגלה שאנזימים הנקראים Caspases משמשים גם כמפעילים של מספר חלבונים ממשפחת ה 2 BCL-. בשלב זה החלו מדענים בכל העולם להשקיע מאמצים מחקריים ניכרים במטרה לפענח את תעלומת "תוכנת ההתאבדות" של התאים החיים. קבוצת המחקר של ד"ר גרוס, למשל, מבצעת בעת ובעונה אחת שלושה מחקרים נפרדים הקשורים לאפופטוזיס. שניים מהם עוסקים במעורבותה של "תחנת הכוח של התא", המיטוכונדריון, בתהליך.

 

המיטוכונדריון הוא אברון תוך-תאי הממלא תפקיד מרכזי בתהליכי הפקת האנרגיה בגוף. על פי מבנהו ותכונות נוספות שלו סבורים רבים, כי מקורו האבולוציוני הוא במיקרואורגניזם עצמאי שנבלע בתא הקדמון שממנו התפתחו רוב בעלי-החיים והצמחים עלי אדמות. פגיעה במיטוכונדריונים מחבלת במידה קטלנית בתא כולו, וייתכן שזה מה שקורה בשלבים הראשונים של הפעלת "תוכנת ההתאבדות". מהי פגיעה במיטוכונדריון? לפי סברה אחת נוצרות במיטוכונדריון תעלות שדרכן דולפת תכולתו אל המרחב התוך-תאי. תיאוריות אחרות מצביעות על היווצרות של רדיקלים חופשיים הגורמים להתפרקות קרום המיטוכונדריון. ד"ר גרוס מצא באחרונה, שלפני התאבדות התא נוצרים בקרום המיטוכונדריונים שלו גושים המורכבים מחלבון הקרוי tBID (ממשפחת חלבוני ה- 2- BCL ). ייתכן שתהליך זה מהווה מעין הכנה ליצירת תעלות במיטוכונדריון. תפיסה זו מקבלת חיזוק ממחקר אחר של ד"ר גרוס, שבו גילה כי חלבון אחר ממשפחה זו, הקרוי BAX, גורם להיווצרות רדיקלים חופשיים בתאי שמרים, דבר שעלול להביא למות תא השמר. פעולות התאמה שונות המבוצעות בתאי שמרים עשויות, אם כן, לאפשר מחקר של תופעת האפופטוזיס בבעלי-חיים חד-תאיים אלה, שבדרך הטבע לא טמונה בהם "תוכנת התאבדות", מכיוון שבמקרה של בעלי-חיים חד-תאיים, משמעותו של מות התא היא מותו של האורגניזם השלם. במחקר נוסף הקשור לאפופטוזיס בשחלות (המכונה "אטרזיה"), משתף ד"ר גרוס פעולה עם פרופ' אלכס צפרירי מאותה המחלקה. ד"ר גרוס: "ביוץ הוא תהליך שתופעת האפופטוזיס בולטת בו במיוחד. השחלות מכילות כמויות גדולות של זקיקים (המכילים ביציות לא בוגרות). במשך החיים, הזקיקים שעוברים ביוץ הם החריגים, ואילו הרוב הגדול, אלפי תאי זקיקים, פשוט מתים,'מאבדים את עצמם לדעת' בתהליך של אפופטוזיס". ד"ר גרוס בדק זקיקים בתרביות, ומצא שאנזימי Caspase כמעט שלא הופעלו בתהליכי האפופטוזיס. ואם לא די בכך, כשבלמו החוקרים את פעילות ה- Caspases, עוכבו תהליכי האפופטוזיס חלקית. למעשה, בניסויים בתרביות נמצא, שבשלב הביוץ גוברת פעילותו של האנזים הזה. על בסיס הממצאים האלה מציע ד"ר גרוס שאנזימי ה- Caspases ממלאים בשחלה תפקיד כפול: תפקיד אחד הקשור לאפופטוזיס, ותפקיד שני, בתהליך הביוץ, שאינו קשור לאפופטוזיס.