למה הם נצמדים

 

 

"מתג מכני-ביולוגי", הקובע את "סגנון" ההיצמדות של תאים חיים למרקם הבין-תאי, התגלה באחרונה במחקר שביצעו מדעני מכון ויצמן למדע, בראשותו של פרופ' בנימין גיגר, ראש המחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא. המדענים הצליחו להבחין - לראשונה ברמה המולקולרית - בין שני סגנונות היצמדות של תאים למרקם הבין-תאי. במהלך המחקר תיעדו המדענים בסרט את התפתחותו של סגנון היצמדות אחד מתוך סגנון אחר, כתוצאה משינויים בעוצמת הכוחות שהתא מפעיל על המרקם הבין-תאי. ממצאים אלה התפרסמו באחרונה בכתב העת המדעי Nature Cell Biology.

 

היצמדותם של תאים למרקם הבין-תאי חיונית להיווצרות רקמות ולהתפתחות איברים בתהליך ההתפתחות העוברית. תהליך זה חשוב גם ליכולת התנועה של התא ולהחלפת מידע בין התאים בדרך של "איתות באמצעות מגע". אי יכולת של התא להיצמד למרקם הבין-תאי עלולה להוביל להתפתחות מחלות שונות, לרבות סרטן. תאים המתנתקים מהמרקם מתים, בדרך כלל, תוך זמן קצר. תופעה זו מכונה "אנויקיס" - מלה שמשמעותה ביוונית: "חוסר בית". תאים סרטניים נבדלים מתאים בריאים, בין היתר, בכך שהם אינם כה רגישים לאובדן המגע עם המרקם הבין-תאי. במלים אחרות, ה"רגישות החברתית" שלהם נמוכה יחסית, ולכן הם יכולים להתקיים גם ללא מגע, ולהמשיך בפעילותם הבלתי מבוקרת.

 

בתהליך ההתפתחות העוברית עשויים התאים לנדוד בסביבתם, עד שהם מוצאים לעצמם מקום מתאים ל"השתקעות", שבו הם יכולים להתפתח ולהתרבות. אבל כיצד "מחליט" התא להיצמד ו"להשתקע" במקום מסוים? זו השאלה הבסיסית שחקרו מדעני מכון ויצמן למדע. בצוות המחקר השתתפו, יחד עם פרופ' גיגר, אלי זמיר, פרופ' צבי קם ופרופ' אלכסנדר ברשדסקי מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא, וכן קנט יאמדה מהמכון האמריקאי הלאומי לבריאות (NIH), וד"ר בן-ציון כץ מהמרכז הרפואי איכילוב תל-אביב.

 

במחקרים קודמים הראו החוקרים, שתאים חיים מסוגלים להיצמד למרקם הבין-תאי במגוון "סגנונות", שהעיקריים בהם הם "היצמדות ממוקדת", המתבצעת לרוב בהיקף התא, ו"היצמדות סיבית", הממוקמת לרוב במרכז התא. ההיצמדות הממוקדת חזקה יותר, והיא ממלאת תפקיד חשוב בהעברת מסרים תקשורתיים בין התאים החיים. תאים הנצמדים לתבנית הבין-תאית ב"סגנון" זה נוטים להישאר במקומם זמן רב. לעומת זאת, ההיצמדות הסיבית "מפוזרת" יותר. במחקר הנוכחי סימנו המדענים את החלבונים המעורבים בתהליכים המולקולריים המשתתפים בהיצמדות התאים, ולאחר מכן עקבו באמצעות מיקרוסקופ אור ממוחשב אחר החלבונים האלה לאורך זמן, וצפו בשינויים ב"התנהגות" התאים. כך הצליחו, לראשונה, לתעד בסרט דינמי כיצד תאים נצמדים למרקם הבין-תאי באמצעות מגעים מעורבים, ולאחר מכן מתפצלים ובוחרים ב"היצמדות ממוקדת" או ב"היצמדות סיבית", הנעה לכיוון מרכז התא תוך שהיא גוררת אחריה את המרקם הבין-תאי.

 

המדענים גילו, כי התאים המשנים את סגנון ההיצמדות שלהם עושים זאת בעקבות שינויים בתכונות הפיסיקליות של סביבת התא, או, ליתר דיוק, בדרגת הקשיחות של המרקם הבין-תאי (עד לתגלית זו היה נהוג לחשוב שהיצמדות התאים מושפעת בעיקר מהתכונות הכימיות של המשטחים שאליהם הם נצמדים, ושל הקולטנים השונים המוצגים על קרומיהם). כך, למעשה, הנוקשות של המרקם הבין-תאי מתפקדת כמעין "מתג" ביו-מכני הבורר בין שני סוגי ההיצמדות השונים.

 

הכרת האופי הדינאמי של סגנונות ההיצמדות של התאים, והתלות של הסגנונות האלה בגורמים פיסיקליים וכימיים כאחד, עשויה להוביל להבנה מעמיקה של תהליכי הכרה ביולוגית ותקשורת תאית, דבר אשר עשוי לפתוח אפשרויות חדשות להתערבות במצבים שבהן מערכות אלה אינן מתפקדות כראוי.