טובים השניים

עברית

גישה חדשה, המחקה את מנגנוני ההגנה הטבעיים של הגוף, עשויה להוביל לטיפול בסוג של סרטן השד המגלה עמידות לתרופות.

מימין: פרופ' יוסף ירדן ופרופ' מיכאל סלעתרופות אנטי-סרטניות מהדור המולקולרי החדש תוקפות את סרטן השד בצורה ממוקדת: הן חוסמות מולקולות אופייניות לתאי הגידול הממאיר, דהיינו, קולטנים להורמונים אסטרוגן ופרוגסטרון, וכן קולטן הקרוי HER2, אשר נקשר לגורמי צמיחה רבים. אולם, בערך אחד מכל שישה גידולים ממאירים בשד אינו מכיל אף אחד מהקולטנים האלה. גידולים מסוג זה, המכונים "טריפל-נגטיב", הם תוקפניים במיוחד ועמידים לטיפול.
 
בחלק מסרטנים אלה קיימת מטרה מולקולרית אפשרית אחרת, קולטן הנקשר לגורם צמיחה הקרוי EGFR. אך תרופות לבלימת EFGRלא הועילו בטיפול בסרטן הטריפל-נגטיב. במחקר שהתפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי Proceedings of the National Academy of Sciences מציעים מדעני מכון ויצמן למדע פתרון אפשרי: טיפול בסרטן השד הטריפל-נגטיב באמצעות שני נוגדנים הבולמים את ה-EGFR, במקום באמצעות נוגדן אחד. שילוב של שני נוגדנים מסוימים אכן מנע את צמיחתם ואת התפשטותם של גידולים אלה בעכברים. קבוצת המחקר, בראשות פרופ' יוסף ירדן מהמחלקה לבקרה ביולוגית ופרופ' מיכאל סלע מהמחלקה לאימונולוגיה, כללה את ד"ר דניאלה פרארו, ד"ר נדאז' גבורית, ד"ר רות מרון, ד"ר הדס כהן-דבשי, ד"ר זיו פורת, ד"ר פרסיה פרכה, שרה לביא, ד"ר מושית לינדזן וניר בן שטרית.
 
המדענים ניסו מספר שילובים של נוגדנים, ומצאו כי הטיפול הצליח כאשר שני הנוגדנים נקשרו לחלקים שונים של הקולטן EGFR. ההשפעה המשולבת של שני הנוגדנים הייתה גדולה יותר ממה שאפשר היה לצפות מחיבור בין ההשפעות הנפרדות של כל אחד מהם. נראה, שהשימוש בשני נוגדנים יצר מנגנון חדש לגמרי של חסימת הסרטן: הנוגדנים לא רק בלמו את ה-EGFR, ולא רק הזעיקו את עזרתם של תאים חיסוניים, אלא גם גרמו כנראה ל-EGFR לקרוס תחת משקלם, כך שהקולטן נבלע מקרום התא אל תוכו. בעקבות זאת, ללא EGFR על פני השטח, הפסיקו התאים לקבל את אותות הצמיחה, ונמנעה הצמיחה של הגידול הסרטני. הגישה הזו מזכירה את תיפקודה הטבעי של המערכת החיסונית, אשר נוטה לבלום אנטיגנים חשובים במספר אתרי קישור בעזרת נוגדנים רבים.
 
בעתיד עשויה שיטת שני הנוגדנים, בשילוב כימותרפיה, להוביל לפיתוח טיפול יעיל נגד סרטן שד מסוג טריפל-נגטיב.
 
מימין: פרופ' יוסף ירדן ופרופ' מיכאל סלע
מדעי החיים
עברית

תוספת סיכון

עברית
איתור גורמי סיכון למחלות ואיבחון מוקדם שלהן, עוד לפני התפרצותן, הם הדרכים היעילות ביותר להילחם בהן. ככל שהגילוי מוקדם, כך גדל הסיכוי למניעה ולריפוי. כך, לדוגמה, אפשר לזקוף חלק נכבד מהירידה התלולה במחלות לב בעשורים האחרונים לזכות גילויו של גורם סיכון מרכזי – רמות כולסטרול גבוהות בדם – והטיפול בו. לעומת זאת, בכל הנוגע לסרטן, המצב מעודד הרבה פחות. גילוי סמנים ביולוגיים המעידים על סיכון מוגבר להתפתחות סרטן הוא אתגר שמעסיק קבוצות מדענים רבות ברחבי העולם.
 
חיפושיהם של פרופ' צבי ליבנה וד"ר תמר פז-אליצור, מהמחלקה לכימיה ביולוגית במכון, מתמקדים בסמנים גנטיים מסוג מסוים: הם בוחנים את מערך ה"מכונות" התאיות הזעירות, שתפקידן לשמור על שלמותו של החומר הגנטי. הדי-אן-אי האצור בגרעיני כל התאים שבגופינו נפגע אלפי פעמים מדי יום, כתוצאה מקרינה, מתוצרי לוואי של חילוף החומרים בגוף, ומחומרים מזיקים שונים. פגיעות אלה עלולות לגרום שיבושים ברצף הדי-אן-אי (מוטציות), אשר עשויים לחולל מחלות שונות – ובהן סרטן. כדי להימנע מהיווצרות מוטציות מזיקות מפעילים התאים מערך מכונות מולקולריות, שתפקידן לאתר נזקים הנגרמים לחומר הגנטי בתא, ולתקן אותם. "הנחת העבודה שלנו היא, שהבדלים קטנים בין בני אדם ביכולת התיקון של הדי-אן-אי משפיעים על מידת הסיכון לפתח סרטן", אומר פרופ' ליבנה. "השילוב של שני גורמים – חשיפה לגורם סיכון, ביחד עם יכולת תיקון נמוכה של הדי-אן-אי, מגביר את הנטייה לפתח את המחלה".
מימין: דליה אלינגר, ד"ר יעל לייטנר-דגן, ד"ר זיו סביליה, ד"ר תמר פז-אליצור ופרופ' צבי ליבנה. רגישות מוגברת
לפני כעשור הצליחו פרופ' ליבנה וד"ר פז-אליצור להוכיח את ההנחה הזו, כאשר גילו סמן ביולוגי המצביע על סיכון מוגבר להתפתחות סרטן הריאות. זהו אחד מסוגי הסרטן השכיחים בעולם, והקטלני שבהם: הוא אחראי לכ-30% ממקרי המוות מסרטן. מדי שנה מתים ממנו בארה"ב 160,000 איש, ו-220,000 חולים חדשים מתווספים. גורם הסיכון העיקרי לסרטן הריאות הוא עישון, אך הנתונים מראים כי "רק" 15%-10% מכלל המעשנים הכבדים מפתחים אותו, וכי כ-15% מהחולים בסרטן הריאות אינם מעשנים. משמעות הנתונים היא, שמרבית בני האדם מצליחים להתגבר על הנזקים שגורם עשן הסיגריות לדי-אן-אי (אם כי, הוא בכל זאת עלול לגרום מחלות אחרות), אולם מיעוטם סובל מרגישות גנטית מוגברת לעשן, שמגדילה מאוד את הסיכון ללקות במחלה. פרופ' ליבנה וד"ר פז-אליצור הצליחו לפתח שיטה מדויקת למדידת הפעילות של אחת ממכונות התיקון, אנזים הקרוי OGG1, וגילו כי הרגישות המוגברת קשורה לפעילות מופחתת של האנזים: פעילות מופחתת של OGG1 העלתה את הסיכון ללקות בסרטן הריאות פי חמישה, ולכך יש עוד להוסיף את "תוספת הסיכון" הנגרמת על-ידי עישון. 
 
במחקר הנוכחי ביקשו פרופ' ליבנה, ד"ר פז-אליצור וד"ר יעל לייטנר-דגן להרחיב את היריעה, ולהגיע לדרגת דיוק גבוהה יותר ביכולת לנבא את הסיכון ללקות בסרטן הריאות. לשם כך פיתחו שיטה למדידת הפעילות של מכונת תיקון נוספת, הקרויה MPG. גם אנזים זה, כמו OGG1, מטפל בנזקי חימצון, אך הוא מכסה טווח רחב יותר של נזקים – כמו, לדוגמה, את אלה שגורם טיפול כימותרפי. בשיתוף עם פרופ' גד רנרט מהטכניון ומהמרכז הרפואי "כרמל", וד"ר רן קרמר מהמרכז הרפואי רמב"ם, אספו המדענים דגימות דם מ-100 חולים בסרטן הריאות, ומ-100 נבדקים בריאים, ששימשו כקבוצת ביקורת, ובדקו בהן את רמת הפעילות האנזימטית של MPG. הניסוי נעשה בצורה עיוורת, והנבדקים החולים הותאמו לנבדקי הביקורת מבחינת הגיל, המין, ואיזור המגורים– כדי לנטרל גורמי הטיה אפשריים.
 
המדענים גילו, כי אכן קיים מיתאם בין מידת הפעילות של MPG לבין הנטייה לחלות בסרטן ריאות, אולם למרבה הפתעתם היה זה מיתאם הפוך מהצפוי: בחולי סרטן הריאות התגלתה דווקא פעילות מוגברת של האנזים. כיצד מסבירים את הנתונים?  "MPG פועל על טווח רחב של נזקים, אולם יש לכך מחיר: לא תמיד הוא מצליח לחתוך החוצה את החלק הפגום מהדי-אן-אי", מסביר פרופ' ליבנה. "במקרים כאלה הוא 'נתקע' על גבי הדי-אן-אי, ומונע את הגישה לאנזימי תיקון שמסוגלים לבצע את התיקון. כלומר, ברמות גבוהות מדי, MPG מזיק יותר משהוא מועיל". כאשר חישבו המדענים ציון משוקלל, המבוסס על פעילותם של שני האנזימים, עלה בידם לחזות ברמת דיוק גבוהה יותר את הנטייה לחלות בסרטן הריאות. ממצאי המחקר התפרסמו באחרונה בכתב-העת המדעי Journal of the National Cancer Institute.
 
המדענים מקווים, כי על בסיס השיטה למדידת הפעילות של המכונות המתקנות נזקי די-אן-אי אפשר יהיה בעתיד לפתח שיטות לתיקון מכונות פגומות, ולוויסות פעילותן, וכך למנוע רגישות מוגברת לסרטן. מאחר שבחלק מהמכונות מדובר בפעילות יתר, ואילו במכונות אחרות מדובר בפעילות חסר, ייתכן שיהיה צורך בקוקטייל תרופות לצורך ויסות מדויק של כל מכונה בנפרד. אפשרות אחרת היא, שקיים גורם בקרה "עליון" משותף לכל המכונות, שתיקונו יחזיר את כל המערכת לאיזון. פרופ' ליבנה וחברי ציוותו מתכננים לבדוק את האפשרויות האלה באמצעות המיכשור המתקדם שיעמוד לרשותם במכון הלאומי לרפואה מותאמת אישית, אשר נחנך באחרונה במכון.
 
במחקר השתתפו גם ד"ר זיו סביליה ודליה אלינגר, מקבוצתו של פרופ' ליבנה, וד"ר מילה פינצ'ב והדי רנרט מקבוצתו של פרופ' רנרט. את הניתוחים הסטטיסטיים ערכו פרופ' לורנס פרידמן ממכון גרטנר לחקר אפידמיולוגיה ומדיניות בריאות בתל השומר, ופרופ' עדנה שכטמן מאוניברסיטת בן גוריון בנגב.  
 
מימין: דליה אלינגר, ד"ר יעל לייטנר-דגן, ד"ר זיו סביליה, ד"ר תמר פז-אליצור ופרופ' צבי ליבנה. רגישות מוגברת
מדעי החיים
עברית

מתמקדים במטרה

עברית
למערכת החיסונית יש כלי נשק רבים שבאמצעותם היא נלחמת בסרטן, אך כמובן, אף אחד לא יכול לנצח בכל המערכות. לפעמים, לצערנו, המנצח הוא דווקא הגידול הסרטני. אחד הניסיונות לחזק את מערך ההגנה החיסוני כנגד הסרטן מבוסס על השתלת תאים חיסוניים שהונדסו במיוחד למטרה זו. בטיפול זה, הנבחן כיום בניסויים קליניים ראשוניים, מזריקים למטופל תאים חיסוניים שנלקחו מגופו שלו. לשם כך יש להוציא מגוף המטופל תאים חיסוניים, לגדל אותם במעבדה - ולהחזירם לגוף. זהו תהליך ארוך, מורכב ויקר מאוד, שלעתים אי-אפשר לבצעו כלל, מסיבות טכניות שונות.
 
כדי להתמודד עם הקושי הזה, פיתחו מדעני מכון ויצמן שיטה חדשה להשתלת תאים חיסוניים. שיטה זו, שפיתחו פרופ' זליג אשחר, תלמיד המחקר אסף מרכוס, וטכנאית המעבדה טובה וקס במחלקה לאימונולוגיה במכון ויצמן למדע, תוארה באחרונה בכתב-העת המדעי-רפואי Blood. היא מבוססת על שימוש בתאי T שמקורם בתורמים זרים אשר הוכנו מראש, ולא על התאים של המטופל עצמו. תאי T הם תאים קטלניים המהווים את "הנשק הכבד" של המערכת החיסונית. הם מזהים את אויביהם באמצעות קולטנים המוצגים על פני השטח שלהם, ונקשרים לתאי האויב. שינוי מבני הקולטנים, למשל בטכניקות של הנדסה גנטית, עשוי להפנות את ה"נשק" אל אויבים שונים, ובהם, כמובן, גידולים סרטניים שונים.
 
בתהליך פיתוח השיטה החדשה דיכאו המדענים את המערכת החיסונית של עכברים באמצעות קרינה מתונה יחסית, בשילוב עם תרופות נוספות. בדרך זו עלה בידם למנוע לזמן מוגבל את דחיית התאים הקטלניים הזרים מגוף המקבל, ולעכב חלקית את פעילותם כנגד הגוף בו הושתלו. טיפול זה לא מנע מהתאים המהונדסים לתקוף את הגידול. וכך, בזמן שדחייתם של תאי ה-T עוכבה, הם הספיקו לחסל את הגידול הסרטני.
 
אם השיטה הזאת אכן תפעל בהצלחה בבני-אדם, היא עשויה להוות טיפול זול ופשוט יחסית באמצעות השתלת תאים חיסוניים שיפגעו בסוגים שונים של גידולים סרטניים. טיפול כזה יתבסס על מאגר מוכן של תאי T, המצוידים בקולטנים אשר יאפשרו להם להתמקד בסוגים שונים של סרטן.
 

עדכון מספטמבר 2011

באוגוסט 2011 התפרסם בכתב העת הרפואי היוקרתי The New England Journal of Medicine , כי חוקרים מאוניברסיטת פנסילבניה הצליחו ליישם בהצלחה את שיטתו של פרופ' זליג אשחר. החוקרים טיפלו בשלושה חולים הסובלים מלויקמיה לימפוציטית כרונית באמצעות תאי T אשר הוצאו מגופם של החולים, הונדסו גנטית והוחזרו לחולים. "מחקר זה הוכיח באופן עקרוני שתרפיית תאי ה-T שפיתחנו עובדת גם בבני אדם, ולא רק בעכברים", אומר פרופ' אשחר. ד"ר קרל ג'ון, שעמד בראש קבוצת המחקר באוניברסיטת פנסילבניה, פירט את התוצאות: "תוך שלושה שבועות הסרטן פשוט נעלם. השיטה עבדה טוב הרבה יותר מכפי שציפינו". בעקבות הצלחה ראשונית זו מתכוונים ד"ר ג'ון ועמיתיו ליישם את השיטה בסוגי סרטן נוספים, כולל לימפומת הודג'קין, לויקמיה לימפוציטית אקוטית וסוגי לויקמיה בילדים שאינם ניתנים לריפוי באמצעות טיפול סטנדרטי. בנוסף, יתכן שהם ישתמשו בתאי T מהונדסים גם לריפוי גידולים מוצקים, כמו סרטן השחלות והלבלב.

 

מדעי החיים
עברית

שמונה שעות של התנגדות

עברית
בסביבה שלנו לא חסרים פיתויים לעבור על החוק, אך רק אדם בעל "יסוד נפשי הנדרש לביצוע פשע" (כפי שאומרים זאת המשפטנים), יהפוך לפושע. כך גם התאים: בגופנו פועלים כל הזמן גורמי גדילה רבים, אך רק תאים סרטניים מושפעים מהם בקלות, ו"מתפתים" להתחלק שוב ושוב. לעומת זאת, תאים בריאים נענים להשפעת גורמי הגדילה ומתחלקים רק לאחר שהם נחשפים להם במשך שמונה שעות. מה קורה בתא הבריא, המתנגד לקריאה להתחלק, במשך שמונה השעות האלה? ועוד יותר חשוב, מה לא פועל כשורה בשעות אלה בתא סרטני? מדוע התאים הסרטניים נכנעים להשפעה ומתחלקים בקלות כזו?
 
מתן מנה כפולה של גורם גדילה מפחית התבטאות של קבוצת גנים הבולמים את חלוקת התא. בתאים שקיבלו מנה בודדת של גורם הגדילה (במלבן הימני), נשמרה התבטאות גבוהה של גנים אלה
מחקר חדש של מדעני מכון ויצמן למדע, שפורסם באחרונה בכתב-העת המדעי Molecular Cell, הוביל לקבלת תשובות לשאלות אלה. המדענים מצאו, שכאשר התא מקבל לראשונה אות מגורם גדילה, מופעלות בתא עשר קבוצות גנים, הכוללות כ-8,000 גנים. קבוצה אחת בולטת בחשיבותה. היא כוללת כתריסר גנים הנשלטים על-ידי חלבון הקרוי p53, בולם הסרטן, והם מונעים את חלוקת התא. רק אם אות הגדילה ממשיך לפעול במשך שמונה שעות, משחרר ה-p53 את אחיזתו בדי-אן-אי של התא, ומאפשר לו להתחלק. התא פועל כאן כמו נהג זהיר, אשר מתחיל את נסיעתו בלחיצה על הבלמים כדי לייצב את המכונית ולמנוע החלקה והתהפכות: הפעלת ה-p53 ברגע שהתא מקבל אות מגורם גדילה מונעת חלוקה מיידית. בכך מבטיח תא בריא שהחלוקה לא תתבצע כתוצאה מקבלת אותות גדילה מקריים, שגויים ומיותרים, ושהתא יתחלק אך ורק כאשר מגיע אות ממושך ונחוץ. בתאים סרטניים מנגנון זה אינו תקין, כי ברובם ה-p53 פגום או חסר. לפיכך, כל גורם גדילה מזדמן גורם להם להתחלק ומוביל לצמיחה של גידול ממאיר.
מחקר רב-תחומי זה בוצע בשיתוף בין שלוש קבוצות מחקר במכון ויצמן למדע, בראשות פרופ' יוסף ירדן מהמחלקה לבקרה ביולוגית, פרופ' איתן דומאני מהמחלקה לפיסיקה של מערכות מורכבות, ופרופ' משה אורן מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא. ריכזה את המחקר תלמידת המחקר לשעבר ד"ר יערה צונג, והשתתפו בו אלדמע שושנה חן, רועי אברהם, ד"ר מתיה לאוראולה, יותם דרייאר, ד"ר טל שי, אפרת שמע ואפרת לידור-נילי. במחקר השתתפו גם חוקרים קליניים: ד"ר יסמין יעקב-הירש, ד"ר נינט אמריליו ופרופ' גדעון רכבי מהמרכז הרפואי על-שם חיים שיבא, וכן ד"ר וילינג לו וד"ר גורדון מילס מהמרכז לחקר הסרטן אם. די. אנדרסון של אוניברסיטת טקסס.
 
המחקר שופך אור חדש על ההבדל בין תאים בריאים לתאים סרטניים. הוא עשוי לסייע בפיתוח גישה חדשה ויעילה לטיפול בסרטן באמצעות תרופות כימותרפיות. הסרטן מפתח לפעמים עמידות לטיפולים אלה, בין היתר מפני שהטיפול מכניס את הגוף לעקה, ובכך גורם להיווצרותם של גורמי גדילה אשר גורמים לחלוקת תאים, כך שהטיפול, בסופו של דבר, מכשיל את עצמו. הבנה טובה יותר של פעולת אותות הגדילה עשויה לאפשר מתן טיפולים כימותרפיים במירווחים אשר מונעים חלוקה מוגברת של תאים סרטניים.
 
 
מתן מנה כפולה של גורם גדילה מפחית התבטאות של קבוצת גנים הבולמים את חלוקת התא. בתאים שקיבלו מנה בודדת של גורם הגדילה (במלבן הימני), נשמרה התבטאות גבוהה של גנים אלה
מדעי החיים
עברית

החשוד המרכזי

עברית

מדעני המכון חוקרים את אחת מ"השפעות הלוואי" המיסתוריות של תסמונת דאון

מקובל לחשוב שתפקידו של הרופא הוא לטפל בחולים, ולא דווקא לרדת לעומק הסיבות המחוללות מחלות. אבל הסטודנט לרפואה ניב פנקוביץ, המשלים בימים אלה את עבודת המחקר לתואר שלישי במכון ויצמן למדע, שואף להבין את המחלה - בבחינת "דע את האויב". בשלוש השנים האחרונות אפשר למצוא אותו במעבדתו של פרופ' יורם גרונר, מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית, שם הוא מתחקה אחר תהליכי ההתמיינות של תאי דם מסוימים, במטרה להבין את הסיבות לסרטן דם, מסוג הנפוץ בקרב חולים בתסמונת דאון.
מימין: פרופ' יורם גרונר ניב פנקוביץ. ניתוח מרחביהקשר של ניב פנקוביץ עם המכון התחיל במקרה, כאשר בסוף השנה השנייה ללימודי הרפואה הגיע למעבדתו של פרופ' גרונר במסגרת תוכנית קיץ לסטודנטים. מעבדתו של פרופ' גרונר עוסקת בחקר הבסיס המולקולרי של תסמונת דאון. פנקוביץ ראה כי טוב, וכעבור שנה נוספת - שבמהלכה המשיך את המחקר במכון במקביל ללימודיו בבית-הספר לרפואה של אוניברסיטת תל-אביב - לקח פסק זמן של שלוש שנים מלימודי הרפואה, קיבל מעמד של MD/Ph.D, והקדיש את כל זמנו למחקר מדעי.

מחקרו של פנקוביץ עוסק באחת מ"השפעות הלוואי" המיסתוריות של תסמונת דאון: החולים בה סובלים בינקותם גם מסרטן דם (לוקמיה) מסוג מסוים - התרבות בלתי-מבוקרת של תאי דם האחראים ליצירת טסיות הדם, הקרויים מגה-קריוציטים. במרבית המקרים מדובר, למרבה המזל, בתופעה חולפת, אך ברבע מהחולים הסרטן שב ומתפרץ, והשפעתו המאוחרת הרסנית הרבה יותר. שכיחותו של סרטן הדם באוכלוסיית הסובלים מתסמונת דאון גדולה פי 500 לעומת האוכלוסייה הכללית, אך הקשר בין שתי התופעות איננו ידוע, וכך גם הגורמים להופעת הסרטן, להיעלמותו, ולהתפרצותו המחודשת.

מחקרים קודמים של פרופ' גרונר היפנו את הזרקור לחשוד מרכזי, אשר עשוי להוות את החוליה המקשרת בין תסמונת דאון לבין סרטן של מגה-קריוציטים. החלבון החשוד, הקרוי Runx1, מתפקד כגורם שיעתוק - כלומר, הוא נקשר לדי-אן-אי וכך מווסת את התבטאותם של גנים - באמצעות קביעת העיתוי בו ייווצרו מהם מולקולות אר-אן-אי, המתורגמות ליצירת חלבונים. כך הוא מבקר, בין היתר, את תהליך ההתמיינות של תאי דם מסוג מגה-קריוציטים. העדויות המרשיעות כנגד Runx1 כוללות את מיקומו מעורר החשד על גבי כרומוזום 21 - כרומוזום המצוי בכמות עודפת בחולי תסמונת דאון, וכן את העובדה כי חולי הלוקמיה מבטאים כמויות גדולות של צורה "מקוצרת" של Runx1, אשר משבשת את פעילותה של הצורה הארוכה, הנורמלית.

כיצד מכוון Runx1 את ההתמיינות של מגה-קריוציטים? ומה הקשר למחלת הלוקמיה? כדי לנסות לענות על השאלות האלה, ניגש פנקוביץ למפות את התוכנית הגנטית שמפעיל Runx1 במספר נקודות זמן לאורך תהליך ההתמיינות, באמצעות השוואה בין תאים רגילים, שבהם גורם השיעתוק Runx1 מתפקד כראוי, לבין תאים מהונדסים, שבהם גרם לעיכוב הפעילות של הגן Runx1. בשלב הראשון איתר פנקוביץ את המקומות שבהם נקשר Runx1 לדי-אן-אי, וקבע את רצף הבסיסים שלהם. בהמשך חיפש את הגנים שמידת הביטוי שלהם משתנה בתאים המהונדסים ביחס לתאים הרגילים.
 
השילוב של שתי השיטות מאפשר אמנם לקבוע את זהות הגנים המופעלים על-ידי Runx1 בכל אחד משלבי ההתמיינות המביאים ליצירת מגה-קריוציטים, אך במקביל מפיק נפח עצום של נתונים. כדי לנתח את המידע הרב שהתקבל, חבר פנקוביץ לתלמיד המחקר רם ישק, מקבוצתו של ד"ר עמוס תנאי מהמחלקה למדעי המחשב ומתמטיקה שימושית. ישק, שמחקרו מנסה לענות על שאלות כלליות הנוגעות לבקרת ביטוי גנים, עוסק בפיתוח שיטות לטיפול במידע גנומי באמצעות ניתוח מרחבי, המבוסס על טכניקה לזיהוי תבניות רב-ממדיות. לצורך המחקר הנוכחי פיתח ישק אלגוריתמים ושיטות חדשות, המותאמים למשימה.

ממצאי המחקר, שהתפרסמו בכתב-העת Blood, הראו, כי גורם השיעתוק Runx1 מהווה גורם-מפתח בתהליך ההתמיינות, וכי הוא נקשר לכמות עצומה של אתרים על גבי הגנום - למעלה מ-10,000. מיפוי מפורט של אתרי הקישור של Runx1 בשלבי התמיינות שונים העלה מספר תובנות מעניינות. כך, למשל, התברר כי בשלבי ההתמיינות המוקדמים עובד Runx1 בשיתוף עם גורם שיעתוק אחר, הקרוי GATA1. בעבר נמצא, כי חולי תסמונת דאון הסובלים מלוקמיה נושאים עותק פגום של הגן GATA1, הגורם להיווצרות חלבון קצר מהרגיל.המדענים משערים, כי שיבושים בעבודה המשותפת של שני גורמי השיעתוק עשויים לתרום להתפתחות הלוקמיה. בנוסף התגלו מאות חלבונים חשודים המבוקרים על-ידי Runx1, אשר עשויים להיות מעורבים גם הם בהתפתחות המחלה. המדענים הצליחו להסביר כיצד מצליח Runx1 לבצע תפקידים שונים בשלבים שונים של ההתמיינות: התברר, כי שונות זו מושגת על-ידי פעילות משותפת עם גורמי שיעתוק נוספים, ונקבעו קווים מאפיינים לפעילות משותפת זו. לדברי ישק, ייתכן מאוד כי העקרונות שהתגלו לגבי יחסי הגומלין עם גורמי שיעתוק וגורמים נוספים עשויים להיות רלבנטיים למקרים נוספים.
 
בהמשך יצר פנקוביץ עכברים טרנסגניים, המבטאים את הצורה הקצרה של Runx1 ואת הצורההפגומה של GATA1 - בדומה לחולי תסמונת דאון. בעכברים אלה נראו תסמינים דומים לחולי תסמונת דאון הסובלים מלוקמיה חולפת, והמדענים מקווים כי אפשר יהיה להשתמש בהם כבמודל כדי להבין את המחלה המיסתורית, וכן את הסיבות להופעתה - ולהיעלמותה הבלתי מוסברת. במחקריו הבאים - אותם יבצע במסגרת מחקר בתר-דוקטוריאלי במקביל להשלמת לימודי הרפואה - מתכנן פנקוביץ לחקור באמצעות העכברים האלה את המנגנונים המולקולריים העומדים בבסיס פעילותם של GATA1 ו-Runx1, וכן את מעורבותו של Runx1 בסוגים נוספים של לוקמיה.
 

רופאים וחוקרים

כנס שהתקיים באחרונה במכון ביוזמתו של ניב פנקוביץ הפגיש סטודנטים מכל בתי-הספר לרפואה בארץ, שמבצעים במקביל דוקטורט מחקרי במסלול של רופאים-חוקרים (MD/Ph.D). לכנס הגיעו קרוב ל-50 סטודנטים שהוזמנו להציג את עבודות המחקר שלהם, במטרה לעודד היכרות ושיתוף פעולה, ולהרחיב את המכנה המשותף. פנקוביץ מספר, שיזם את הכנס משום שחש כי אין מספיק קשר בין הסטודנטים, למרות המכנה המשותף הרחב ביניהם, במטרה ליצור גרעין מלוכד של רופאים המחליפים רעיונות, מידע וחוויות. מלבד הרצאות הסטודנטים נשאו בכנס הרצאות רופאים-חוקרים ותיקים, אשר חלקו עם הסטודנטים מניסיונם - הן מההיבט המקצועי-מדעי, והן מההיבט האישי. פנקוביץ מקווה, כי הכנס יהפוך למסורת שנתית, שתסייע ביצירת קהילה מגובשת של רופאים-חוקרים בישראל.
מימין: פרופ' יורם גרונר ניב פנקוביץ. ניתוח מרחבי
מדעי החיים
עברית

מכשול בפני סרטן

עברית
מימין: אוהד מנור,אלדמע שושנה-חן, רועי אברהם ונועה בוסל
 
תלמידי המחקר רועי אברהם (שלישי מימין) ואלדמע שושנה-חן (שנייה מימין) ופרופ' ירדן שיתפו פעולה עם אוהד מנור (ראשון מימין) ועם ד"ר ערן סגל (מדעי המחשב ומתמטיקה שימושית), ד"ר רעות שלגי ופרופ' יצחק פלפל (גנטיקה מולקולרית), גבי טרסיק וד"ר יערה צונג (בקרה ביולוגית), נועה בוסל (רביעית מימין) ועמית ציזל מקבוצתו של פרופ' איתן דומאני (פיסיקה של מערכות מורכבות), כולם במכון ויצמן למדע; ישראל שטיינפלד ופרופ' זוהר יכיני מהטכניון, ד"ר עידו עמית מה-MIT ומאוניברסיטת הרווארד, ד"ר אספן אנרלי, ד"ר הגה רוסנס ופרופ' אן-ליז בורסן-דייל מאוניברסיטת אוסלו, וד"ר פרנצ'סקה ביאגוני, ד"ר מרצ'לה מוטולזה, ד"ר סברינה סטראנו ופרופ' ג'ובאני בלנדינו ממכון הסרטן על-שם רג'ינה אלנה שברומא.
 
תהליך ההתפתחות של הסרטן למעשה מורכב הרבה יותר מכפי שהערכנו עד כה. מסקנה זו נובעת ממחקר שהובילו מדענים ממכון ויצמן, והתמקד באחד הנושאים ה"חמים" ביותר במחקר העכשווי בביולוגיה: מקטעים זעירים של חומר גנטי הקרויים מיקרו-אר-אן-אי. המדענים גילו יותר מ-20 מולקולות קטנות כאלה פועלות יחד כדי למנוע את גידולו של סרטן. משמעות הדבר היא, שכדי שתא בריא יהפוך לתא סרטני, הוא צריך להתגבר על החסימה המשותפת הזאת.

מולקולות המיקרו-אר-אן-אי, אשר נתגלו בשנות ה-90, ממלאות תפקיד מפתח בשליטה על היווצרות החלבונים. גודלם בסך הכל כ-22 "אותיות גנטיות", אך מולקולות אלה יכולות לחסום גנים שלמים על-ידי כך שהן חוסמות את השליחים הכימיים המעורבים בהפקת החלבונים. "לאחר שהתברר עד כמה חיוניות מולקולות המיקרו-אר-אן-אי לחיי התא, אנחנו צריכים לחשוב מחדש על כל הידוע על בקרת התהליכים בתא", אומר פרופ' יוסף ירדן מהמחלקה לבקרה ביולוגית.

במחקר שהתפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי Science Signaling, בדקו תלמידי המחקר רועי אברהם ואלדמע שושנה-חן ממעבדתו של פרופ' ירדן את הקשר בין המיקרו-אר-אן-אי לבין גורם גדילה הקרוי EGF, אשר מורה לתא להתחלק. EGF חיוני לצמיחת הרקמות בזמן ריפוי פצעים ובמהלך ההתפתחות העוברית, אך כאשר משתבש משהו באותותיו, הוא עלול לגרום לתא להתחלק ללא רסן ובכך להוביל לסרטן.
 
להפתעתם הרבה גילו המדענים, כי כאשר מתחבר ה-EGF לתא נורמלי, לא סרטני, הוא גורם כמעט מיד לירידה בכמותן של 23 מולקולות מיקרו-אר-אן-אי, וכי מיד לאחר מכן מופעלים מספר גנים בעלי פוטנציאל סרטני אשר גורמים לתא להתחלק. במילים אחרות, 23 מולקולות מיקרו-אר-אן-אי אלה מעורבות בדרך כלל בחלוקת התא: כאשר יורדות הרמות שלהן בתא באופן זמני, הן מאפשרות ל-EGF לקדם את הצמיחה.

מה שמפתיע ביותר בממצאים אלה הוא הגילוי של פעולה מתוזמנת של מקטעי מיקרו-אר-אן-אי רבים כל כך. נראה, שבמקום "בלם" חזק אחד השולט בפעילותו, יש ל-EGF יותר מעשרים בלמים מיניאטוריים הפועלים יחד כדי למנוע מהתא לעבור חלוקות רבות מדי. דמיינו, למשל, כי במקום בלם יד אחד במכונית, יהיו בה למעלה מעשרים בלמים קטנים על ההגה ועל דוושת הגז.
 
אך מה קורה בעת מחלת הסרטן? אולי התאים הסרטניים מתחילים להתחלק ללא שליטה מפני שהמיקרו-אר-אן-אי אינם חוסמים את ה-EGF כראוי? בבדיקת גידולים ממאירים רגישים ל-EGF שנלקחו מהשד ומהמוח, מצאו המדענים כי הרמות של אותם 23 מיקרו-אר-אן-אי נמוכות באופן חריג.

מחקר זה שופך אור חדש על פעילותן של מולקולות המיקרו-אר-אן-אי, ובכך מבהיר היבטים שונים של הסרטן. הממצאים עשויים לסייע בגילוי או באבחון של הסרטן באמצעות הירידה ברמות המיקרו-אר-אן-אי הקשורים לגידולים סרטניים. יתר על כן, מדידת רמות המיקרו-אר-אן-אי עשויה לתת קנה-מידה לתוקפנותו הביולוגית של הגידול, או לסייע לקבוע האם טיפול כימותרפי מסוים מצליח להתגבר על הסרטן.   
 
ד"ר ערן סגל
        ד"ר ערן סגל
 
פרופ' יוסף ירדן
   פרופ' יוסי ירדן   
פרופ' יצחק פלפל
פרופ' יצחק פלפל
 
 
 
מדעי החיים
עברית

הילד בן שלושים

עברית
מימין: פרופ' משה אורן, פרופ' ורדה רוטר וד"ר פרי סטמבולסקי. הגנה
 
 בשנת 1979 שיגעון הדיסקו היה בשיאו, והמשא ומתן בין ישראל למצרים הסתיים בהסכם שלום ראשון עם מדינה ערבית. חוקרי הסרטן באותה תקופה חשפו רצף של עדויות לכך שגנים מסוימים מקדמים את התפתחות המחלה. נגיפים מסוימים, למשל, מחדירים את הדי-אן-אי שלהם לתוך החומר הגנטי של התא המארח, ואילו אחרים מסוגלים "להשתלט" על הגנים של התא המארח ולהפעיל אותם באופן לא תקין שמוביל לסרטן. באותה שנה, באופן מקרי, זיהו מספר קבוצות מחקר ברחבי העולם גן החשוד כבעל תפקיד מרכזי בהפיכת תא בריא לתא סרטני, בעקבות חדירת הנגיפים המסרטנים.
 
שני חוקרים ישראלים צעירים שעבדו באותה שנה בארצות הברית התעניינו בגן החדש, הקרוי p53(המספר מציין את המשקל המולקולרי של החלבון שנוצר על-פי הגן. מאז נקבע כי משקלו המדויק הוא 43.7, אבל השם נשאר). פרופ' משה אורן עבד אז במעבדתו של פרופ' ארנולד לוין בפרינסטון - אחת המעבדות שפרסמו לראשונה את הגילוי של p53. באותו זמן, זיהתה פרופ' ורדה רוטר, שעבדה בקבוצה של חתן פרס הנובל פרופ' דייוויד בולטימור, את ה-p53בגידול סרטני, שהושרה על-ידי נגיף אחר.
 
   בעקבות ממצאי המחקרים הראשוניים סברו מדענים, כי p53פועל כאונקוגן - כלומר, גן המחולל סרטן. בניסויים שביצעה פרופ' רוטר במעבדתו של בולטימור נמצאו רמות גבוהות של החלבון p53בסוגים רבים של תאי סרטן - כולל תאים סרטניים שמקורם אינו בהדבקה נגיפית - אך הוא כמעט ולא נמצא בתאים בריאים.
 
אורן ורוטר חזרו לארץ בשנת 1981, ובתוך זמן קצר הקימו מעבדות עצמאיות במכון ויצמן למדע, במחלקה שהפכה לימים למחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא, והמשיכו לחקור את הגן שעורר את סקרנותם. בשלב זה היה ברור שיש צורך לשבט את הגן. תהליך זה דרש בימים ההם, לדברי פרופ' אורן, "הרבה אילתור, תחכום, ולא מעט מזל". פרופ' אורן, שהתחיל את עבודתו במכון במעבדה של פרופ' דוד גבעול, והמשיך לשתף פעולה עם ארנולד לוין, היה הראשון ששיבט את הגן בשנת 1983. מאז הצטרף פרופ' גבעול למעגל חוקרי ה-p53, ותרם תרומה משמעותית בתחום. פרופ' רוטר, בהמשך לעבודה שהתחילה בארצות-הברית, פיתחה שיטות חדשות לזיהוי p53בתאים - שיטות המצויות כיום בשימוש במאות מעבדות ברחבי העולם. בשנת 1983 הציעה פרופ' רוטר, כי החלבון יכול לשמש כ"תג" המאפשר לזהות תאים סרטניים.
 
שני המדענים מספרים, כי עבדו באווירה של "תחרות ידידותית ובונה". בעשור הראשון עבר מחקר ה-p53מספר תהפוכות מעניינות. בניסויים מסוימים נראה כי הוא ממלא תפקיד מרכזי בהתפתחות סרטן, אך בניסויים אחרים הוא לא היה קשור בהשראת התהליך הסרטני. בנוסף, הממצאים שעלו ממחקרים שעשו שימוש ב-p53משובט ממקורות שונים הראו סתירות וחוסר עקביות. בשנת 1989, כאשר פרופ' אורן, פרופ' רוטר וחוקרים נוספים בעולם הישוו בין השיבוטים השונים של p53, התגלה כי כל גרסה שונה מעט מהאחרות. התברר, כי הגן שזוהה והוגדר כאונקוגן - כלומר כמעודד סרטן - הוא למעשה גרסה מוטנטית של הגן המקורי אשר ממלא תפקיד שונה לחלוטין בתא הבריא.
 
בהמשך התגלה כי p53בריא, ללא מוטציות, לא רק שאינו מעודד סרטן אלא להיפך: זהו גן מדכא סרטן, אשר מונע מגנים "בוגדניים" אחרים לדחוף את התא לכיוון של התמרה סרטנית. סר דייוויד ליין, אחד ממגלי ה-p53, אף הכתיר אותו בכינוי "שומר הגנום". משמעותיים לא פחות היו הממצאים שהראו, כי גרסאות מוטנטיות של p53מצויות בכמחצית סוגי הסרטן, ובמקרים רבים אחרים פעילותו משובשת. בעקבות זאת תפס מחקר ה-p53תאוצה נוספת ברחבי העולם, בניסיון להבין טוב יותר את הגורמים להתפתחות הסרטן. בד בבד עם העלאת הסברה כי ייתכן שגן אחד יספק את התשובה לתעלומה הזאת, החלו המדענים גם להבין עד כמה תפקידו של גן יחיד עשוי להיות מורכב ומשתנה. עד היום התפרסמו יותר מ-50,000 מאמרים מדעים בנושא p53, וזרם הגילויים החדשים עוד לא מראה סימני הידלדלות.
 
מחקריהם של פרופ' אורן ופרופ' רוטר הלכו והתמקדו, במהלך השנים, בשני כיוונים שונים: בעוד שמחקריו של פרופ' אורן עסקו בהבנת התפקיד של p53טבעי, נטול מוטציות, בתא הבריא, בחרה פרופ' רוטר לחקור את המוטנטים השונים בתאים סרטניים. עם זאת, שיתוף הפעולה בין השניים התהדק, ועד היום הם פרסמו 15 מאמרים מדעיים משותפים (ראו מסגרת). עבודתם החלוצית זיכתה אותם בפרסים רבים, ובאחרונה התבקש כל אחד מהם בנפרד לתרום מאמר לגיליון מיוחד של כתב העת Nature Reviews: Cancer, שציין 30 שנה לגילוי p53.
 
האם כדאי היה למכון המחקר הישראלי הקטן לתמוך בשנות ה-80 בשתי קבוצות שעסקו במחקר חדשני על גן יחיד? פרופ' אורן ופרופ' רוטר סבורים, כי הסינרגיה ביניהם יצרה גרעין שסביבו נאספה "מאסה קריטית" שהציבה את המכון בחזית המחקר העולמי של p53. כיום, מדגישים שני המדענים, פועלות במכון כ-20 קבוצות מחקר שעבודתן קשורה ב-p53. נכון להיום, כמעט ואין מדען בתחום הסרטן שמחקריו אינם נוגעים ל-p53בדרך זו או אחרת.  
 

מתי לוותר על הוויטמינים

 מקובל להניח כי ויטמין D הוא בעל תכונות אנטי-סרטניות. אבל האם הוא יכול להועיל גם כשהאדם כבר חולה בסרטן? ניסויים קליניים בחולים שמטופלים בכימותרפיה עדיין לא הצליחו לתת מענה לשאלה הזאת. שיתוף הפעולה האחרון בין פרופ' אורן ופרופ' רוטר, בו השתתף גם תלמיד המחקר המשותף (דאז) ד"ר פרי סטמבולסקי, ניגש אליה מזווית שונה: ניסויים שביצעו הצביעו על קשר בין p53 לבין המכונות המולקולריות אשר מוציאות אל הפועל את התגובה של התא לוויטמין D. בבדיקה מעמיקה נחשף מנגנון הפעולה של המכונות האלה, אשר מתפקדות כמעין "מגבר" לפעילותו של p53. מדובר בפעילות חיובית כאשר p53 הנורמלי פועל כדי לדכא את הסרטן - במקרה זה יסייע ויטמין D להילחם בסרטן. מצד שני, כאשר הגן הופך לאונקוגן בעקבות מוטציה, עלולות להתעורר בעיות. פרופ' אורן: "p53 תקין מונע סרטן, אבל כשמתחוללות בו מוטציות, הן 'נתקעות בגלגלים' של המכונות שמרחיקות את הסרטן. במקרה כזה, ייתכן שוויטמין D 'דו=97ף' את המקלות קצת יותר עמוק". פרופ' רוטר: "יתכן שאין די לקבוע האם התחוללה מוטציה בגן p53, אלא יש גם לדעת את טיבן המדויק של המוטציות האלה, לפני ששוקלים לתת וויטמין D כתרופה".
מדעי החיים
עברית

כאן מסתיימים שידורינו

עברית
מימין: ז'אן וואקים, גבי טרסיק ופרופ' יוסי ירדן. גורם גידול
 
פרופ' יוסף ירדן מהמחלקה לבקרה ביולוגית במכון חוקר את אחד מ"קווי התקשורת" הביולוגית: מערך הכולל קולטן המצוי על צידו החיצוני של קרום התא, וגורם גדילה הקרוי EGF. קישור של EGF לקולטן גורם להעברת מסרים אל תוך התא, המורים לו להתחלק. כדי שיוכל להעביר את המסר, צריך הקולטן להיכנס למצב "מופעל". הפעלת הקולטן נעשית באמצעות שינוי כימי: הוא מצמיד אליו מספר אטומים של זרחן. הקולטן מצוי במצב "מופעל" זמן קצר בלבד: אטומי הזרחן נתלשים, והקולטן עצמו "נשאב" אל תוך התא ומועבר - בתוך שלפוחית קטנה - לאברונים מיוחדים הקרויים אנדוזומים, שם הוא עובר פירוק. במקרים מסוימים של סרטן, כמו סרטן השד וסרטן המעי הגס, קיימת פעילות יתר של קולטני EGF. האם ייתכן כי פעילות מוגברת זו נגרמת מפגמים במנגנון "העצירה" של הקולטן, כלומר בהסרת מולקולת הזרחן?

כדי לבדוק השערה זו סרק צוות המדענים - שכלל את תלמיד המחקר גבי טרסיק, וכן את ד"ר שלומית בוגולובסקי, תלמיד המחקר ז'אן וואקים וחוקרים מקולג' קינגס בלונדון,מאוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס, ומאוניברסיטת וונדרבילט בטנסי - 40 חלבונים "חשודים". כל החלבונים האלה, הקרויים פוספטאזות, אחראים להסרת מולקולות זרחן מחלבונים אחרים. החוקרים חסמו, בזו אחר זו, את פעילותן של הפוספטאזות, במטרה לבדוק מי מהן מבצעת את השינוי הכימי בקולטן ה-EGF. הסריקה הראתה, כי שתיים מתוך 40 הפוספטאזות משפיעות על הקולטן. מעורבותה של אחת מהשתיים היא כבר מוכרת וידועה, אך השנייה - הקרויה DEP1 - היא שחקנית חדשה במגרש. מדענים אמנם גילו, בעבר, כי מדובר בחלבון מדכא סרטן, אשר חוסם תהליכים סרטניים. עם זאת, לא היה כל מידע על דרך הפעולה שלו, ועל מעורבותו במנגנון הפעולה של ה-EGF.
המדענים ביקשו להבין כיצד בדיוק משפיע DEP1 על קולטן ה-EGF. בשלב ראשון הם הוכיחו כי הקולטן והפוספטאזה אכן נקשרים זה לזה, וכי חסימת DEP1 מעודדת התרבות תאים - ולכן עשויה לגרום להתפתחות גידולים סרטניים. בשלב הבא ניגשו המדענים לחשוף את פרטי פעילותו של DEP1.
 
מתברר, כי ל-DEP1 השפעה חשובה ביותר. הפוספטאזה ממוקמת על צידו החיצוני של קרום התא, ומנתקת את אטומי הזרחן מהקולטנים מייד לפני שאלה נשאבים אל השלפוחיות המובילות אותם אל תוך התא. למעשה, הפעולה הזאת מאטה את תנועתם של הקולטנים בדרכם לאנדוזום. חסימת פעילות הפוספטאזה גורמת לכך שאטומי הזרחן נשארים על הקולטנים. במקרה כזה מוצמדות לקולטנים "תוויות" קטנות הקרויות יוביקוויטין. תוויות אלה מזרזות את הנסיעה של הקולטנים אל אתר הפירוק. עם זאת, בהרכב החלבונים החדש הזה, קולטני ה-EGF לא רק ממשיכים לשדר את האותות שלהם לתוך התא, אלא אף עושים זאת בעוצמה גדולה יותר. כאשר DEP1 פועל כרגיל, ומנתק את אטומי הזרחן, לא מוצמדות תוויות היוביקוויטין לקולטנים. במקרה זה, הקולטנים נוסעים לאט יותר, והאות שלהם חלש מכדי לגרום להמשך התרבות התא.
 
כיום כבר קיימות מספר תרופות אנטי-סרטניות המבוססות על פעילות קולטן ה-EGF. המחקר הנוכחי שופך אור על פעילותו של מדכא סרטן טבעי, DEP1, שפועל לווסת את שידוריו של קולטן ה-EGF, וייתכן שהוא ממלא תפקידים נוספים בבקרת פעילויות הקשורות בהתפתחות גידולים סרטניים. ממצאים אלה עשויים לסייע, בעתיד, בפיתוח תרופות יעילות לכמה סוגי סרטן.
 
מימין: ז'אן וואקים, גבי טרסיק ופרופ' יוסי ירדן. גורם גידול
מדעי החיים
עברית

הנסיגה

עברית
 
מימין: ד"ר ברברה קוסטה, פרופ' ריטה לוי-מונטלצ'יני, פרופ' מיכאל פיינזילברולירז הראל. שורשים
 
 
גידולים סרטניים מסוימים, שמהם סובלים ילדים, נעלמים לעיתים מעצמם. תופעה משמחת זו הייתה, עד כה, נטולת הסבר. כעת סבורים פרופ' מיכאל פיינזילבר וחברי קבוצת המחקר שהוא עומד בראשה, מהמחלקה לכימיה ביולוגית במכון ויצמן למדע, כי מצאו חלק מההסבר לתעלומה. הבנה טובה יותר של התהליך הזה עשויה לסייע, בעתיד, בפיתוח טיפולים בולמי סרטן. ממצאי המחקר התפרסמו באחרונה בכתב-העת המדעי Neuron.
 
פרופ' פיינזילבר וחברי קבוצתו חקרו חלבון מוכר, הקרוי TrkA, שאחראי לחיוניותם של תאי עצב. החלבון TrkA מצוי על קרום התא של תאי העצב, ומתפקד כקולטן: קשירתו לגורם גדילה מסוים נותנת את האות לשרשרת אירועים תוך-תאית, שמובילה, בסופו של דבר, לגדילתם של תאי העצב ולשיפור יכולת ההישרדות שלהם.

המדענים ביצעו סריקות - במטרה לגלות חלבונים נוספים שמשתתפים בשרשרת האירועים המופעלת על-ידי TrkA - והופתעו לגלות כי למעשה מדובר בחלבון "דו-פרצופי". קשירה של TrkA לאחד החלבונים החדשים שגילו, הקרוי CCM2, גורמת ל-TrkA להפוך את עורו: במקום לקדם את הישרדותם של תאים, הוא גורם להשמדתם.

אולם, פעילותו הרצחנית של TrkA עשויה לתת דווקא תקווה לחיים. הרעיון הזה מבוסס על ממצאי בדיקות של גידולים סרטניים בילדים, אשר נסוגים ונעלמים באופן ספונטני. מדובר בגידולים מסוג נוירובלסטומה - הגידול החוץ-גולגלתי המוצק השכיח ביותר בילדים. מחקרים הראו, כי תאי הגידולים שנוטים לסגת מעצמם מכילים, בדרך כלל, את הקולטן TrkA, ואילו בגידולים אלימים מאותו הסוג לא נמצא הקולטן. עם זאת, החוקרים לא ידעו להסביר כיצד גורם TrkA להיעלמות הגידול, ומנגנון פעילותו נותר בגדר תעלומה.
 
האם ייתכן ש-CCM2 הוא החוליה החסרה בשרשרת האירועים המובילה להיעלמות ספונטנית של גידולים אלה? כדי לענות על שאלה זו פנו פרופ' פיינזילבר וחברי קבוצת המחקר שלו למדענים גרמניים, שביצעו מחקר רחב היקף לבדיקת נוכחותם של גנים שונים בחולים הסובלים מנוירובלסטומה. בבדיקת CCM2 ו-TrkA התקבלו תוצאות חד-משמעיות: גידולים שהכילו רמות גבוהות של הגן TrkA הכילו גם רמות גבוהות CCM2. בנוסף, הגידולים בהם נמצאו שני הגנים הראו את השיעורים הגבוהים ביותר של נסיגה ספונטנית, ובעקבותיה - החלמה של החולה.
 
כדי לאשר את הממצאים ביצעו המדענים ניסויים בתרביות תאים, בהם מנעו את יצירתו של החלבון CCM2. כתוצאה מכך, התאים הראו יכולת הישרדות מוגברת. בהמשך, החדירו החוקרים CCM2 לתאים שאינם מכילים אותו, אך מכילים TrkA. נוכחות שני החלבונים יחד הובילה לתמותה מוגברת של תאים. ממצאים אלה מחזקים את ההנחה, כי הפעילות המשולבת של שני הגנים מובילה לנסיגה של גידולים סרטניים מסוימים.
 
במחקר השתתפו תלמידת המחקר לירז הראל, החוקרת הבתר-דוקטוריאלית ד"ר ברברה קוסטה, הטכנאית זהבה לוי, ותלמידת המחקר (דאז) ד"ר מריאנה צ'רפקוב.
 

הקשר האיטלקי

אולי אין מפתיע שבמהלך ביקורה בארץ, בשנת 2008, בחרה הנוירולוגית האיטלקייה כלת פרס נובל, פרופ' ריטה לוי-מונטלצ'יני, להיפגש עם פרופ' מיכאל פיינזילבר ועם חברי קבוצת המחקר שהוא עומד בראשה, במחלקה לכימיה ביולוגית במכון ויצמן למדע. אחרי ככלות הכל, אפשר לומר כי שורשי המחקר של קבוצתושל פרופ' פיינזילבר, שעוסק ברשתות התקשורת (העברת האותות) המתקיימות בתאי העצב, נעוצים בעבודתה החלוצית של פרופ' לוי-מונטלצ'יני, שגילתה בשנת 1952 את גורם הגידול שאחראי לשגשוגם של תאי עצב, ואת המנגנונים השולטים בהתפתחות איברים ורקמות. על תגליותיה קיבלה בשנת 1986 את פרס נובל לפיסיולוגיה או רפואה, ביחד עם פרופ' סטנלי כהן.
 
ריטה לוי-מונטלצ'יני, אשר נולדה בשנת 1909 בטורינו, איטליה, למשפחה יהודית-ספרדית, חגגה באחרונה את יום הולדתה ה-100.
 
מימין: ד"ר ברברה קוסטה, פרופ' ריטה לוי-מונטלצ'יני, פרופ' מיכאל פיינזילברולירז הראל. שורשים
מדעי החיים
עברית

בולעים וגורסים את גורמי הסרטן

עברית
מימין: ירון מוסנזון ופרופ' יוסי ירדן. גורמי גדילה
 
התאים הסרטניים ידועים לשמצה ביכולתם לנצל את התהליכים הרגילים של התא לצורך הישרדותם. מדעני מכון ויצמן זיהו באחרונה את אחד מהתכסיסים המתוחכמים שהם מפעילים: שיבוש אחד ממנגנוני ה"אבטחה" החשובים של התאים החיים. הבנת הדרך שבה התאים הסרטניים משבשים את המנגנון הזה עשויה להוביל לפיתוח דרכים חדשות לטפל בחולי סרטן, להגברת יעילותן של תרופות קיימות, ולהתאמת תוכנית הטיפול לגידולים הספציפיים.
 
מדובר במנגנון האנדוציטוזיס, המאפשר לחומרים חוץ-תאיים להיכנס לתוך התא. בשלב הראשון של פעולת המנגנון הזה, נוצרת - כתוצאה ממגע עם חומר זר - מעין גומחה בקרום התא. הגומחה נעשית עמוקה יותר, ואז סוגרת על עצמה, "בולעת" את החומר הזר, מתנתקת מקרום התא - שמשלים את עצמו - ויוצרת מעין שלפוחית אשר נעה בחללו הפנימי של התא. כך יכולות מולקולות שונות (זרות או עצמיות) לנוע מפני השטח של התא, אל תוכו. רוב החומרים המוכנסים אל תוך התא בדרך זו מפורקים בסופו של דבר על-ידי האברון המיקרוסקופי התוך-תאי הקרוי ליזוזום.
 
פרופ' יוסף ירדן ותלמיד המחקר (דאז) ד"ר ירון מוסנזון מהמחלקה לבקרה ביולוגית במכון ויצמן למדע, יחד עם מדענים נוספים במכון, וכן עם פרופ' גדעון רכבי מהמרכז הרפואי על-שם שיבא, פרופ' אריה אדמון מהטכניון, ופרופ' פרננדו שמיט מאוניברסיטת פורטו, פורטוגל, גורסים שהגידול הממאיר משבש ומנצל את האנדוציטוזיס בשלבי ההתפתחות השונים של הסרטן. למשל, כאשר מתחדשת השכבה הפנימית המדפנת את חלל הריאות ואת צינוריות החלב בשד, האנדוציטוזיס מסלק באופן קבוע מקרום התא את הקולטנים לגורמי גדילה. קולטנים אלה נשאבים לתוך השלפוחיות ומושמדים בתוך הליזוזום. כך נמנע הגירוי המתמשך הנוצר על-ידי גורמי גידול המגיעים מבחוץ אל התא, ונמנעת גדילה מוגזמת של רקמות (שעלולה להוביל להתפתחות סרטן). אם האנדוציטוזיס אינו פועל ביעילות מספקת, ממשיכים הקולטנים על קרום התא להתקשר לגורמי גידול, ולהעביר את "הוראותיהם" לתאים, הממשיכים לגדול ללא בקרה - תהליך התומך בהתפתחות סרטן בריאה או בשד. לעומת זאת, אם מנגנון האנדוציטוזיס יעיל ופעיל מדי, הוא עלול לבלוע ולפגוע במולקולות ה"דבק" אשר מחזיקות את התאים יחד, ומונעות מהם להתרבות יותר מדי. במילים אחרות, פעילות יתר, וגם פעילות חסר של המנגנון הזה עלולות לגרום להתפתחות סרטן.
 
במחקר, שתואר במאמר שפירסמו המדענים בכתב-העת המדעי Developmental Cell, הם הראו מרכיב חדש המבקר את האנדוציטוזיס בבני-אדם. המרכיב החדש הוא חלבון הקרוי Lst2, והוא מסייע לבליעה ולניטרול של קולטנים לגורמי גדילה. כאשר יש מחסור בחלבון זה, הקולטנים אינם משלימים את האנדוציטוזיס וממשיכים לפעול - תהליך העלול להוביל להתפתחות סרטן.
 
הבנה טובה יותר של מנגנון האנדוציטוזיס עשויה לקדם פיתוח תרופות חדשות אשר יחסמו את התפתחות הסרטן בשלבים שונים. כמו כן, היא עשויה לסייע בשיפור חדירתן של מספר תרופות קיימות לתוך תאים סרטניים, ובכך להפחית במידה משמעותית את עמידותם של תאים סרטניים לטיפולים כימותרפיים.   
מדעי החיים
עברית

עמודים