מדעני מכון ויצמן למדע פיתחו שיטה חדשה לשיחזור גנטי של שושלות יוחסין של תאים חיים, השתמשו בה למעקב אחר התפתחות סרטן, והראו כי התהליך הסרטני החל מתא בודד
היכולת לעקוב אחר שושלות יוחסין של תאים חיים עשויה לסייע בפתרון שאלות מדעיות ורפואיות, כגון האם מסוגלים תאי מוח להתחדש, והאם יכולות נשים בוגרות לייצר ביציות חדשות. בעבר נקבעו רק "עצי משפחה" של אורגניזמים פשוטים הבנויים מכמה אלפי תאים בלבד. לכן, השיטה שפיתחו פרופ' אהוד שפירא ותלמידי המחקר דן פרומקין ואדם וסרשטרום, המאפשרת שיחזור "עצי משפחה" של אורגניזמים גדולים יותר, לרבות בני-אדם, עוררה עניין רב בקהילה המדעית והרפואית, והובילה לשיתוף הפעולה שהניב את המחקר המתפרסם כעת.
גוף האדם מכיל כ-100 טריליון תאים שכולם צאצאיו של תא בודד, הביצית המופרית (הזיגוטה). תאים שתהליך ההתפתחות שלהם מהביצית המופרית התבצע במספר קטן של חלוקות הם צאצאים קרובים יחסית (בדומה לענפים המייצגים ילדים ונכדים בעץ המשפחתי). לעומתם, קיימים בגוף האדם תאים שתהליך ההתפתחות שלהם כלל מאות ואפילו אלפי חלוקות (דורות רחוקים של תאים). היכולת לדעת את מספר החלוקות שנדרשו להתפתחותם של תאים מסוימים מהביצית המופרית ("עומק" התאים), עשויה לסייע בהבנת שאלות חשובות הנוגעות לתיפקוד הגוף גם במצב רגיל וגם בזמן מחלה. השיטה שפיתחו פרופ' שפירא ותלמידיו מאפשרת לקבוע את ה"עומק" באופן מדויק.
השיטה התיאורטית החדשה מבוססת על רעיון פשוט: מחקרים קודמים הראו שבכל פעם שתא מתחלק, נוצרות מוטציות בלתי מזיקות, כך ש"קרובי משפחה" של התא בדורות רחוקים צוברים מוטציות רבות ומתרחקים מרצף הדי-אן-אי המקורי של הביצית המופרית. בהסתמך על התופעה הזאת, פיתחו המדענים שיטה המבוססת על ניתוח מידע גנטי באמצעות הדמיה ממוחשבת. הם התמקדו בחקר איזורים מסוימים במטען הגנטי המכונים "מיקרו לוויינים", שידוע כי מתחוללות בהם מוטציות רבות, יחסית. מיקרו לוויינים אלה הם מקטעי די-אן-אי ש"ביטוי" גנטי מסוים, המורכב מכמה אותיות גנטיות (נוקליאוטידים), חוזר בהם שוב ושוב, פעמים רבות.
המוטציות המתחוללות בהם מופיעות כתוספות או קיצורים באורך הקטע. המדענים הצליחו להוכיח כי המוטציות הזעירות האלה מכילות מידע שדי בו כדי לחשב במדויק שושלות יוחסין גדולות מאוד ומורכבות.
לאחר שהפעילו את השיטה בהצלחה על כמה דורות של עכברים, החליטו פרופ' שפירא ותלמידיו לשחזר, לראשונה, את עץ המשפחה של תאי גידול סרטני. לשם כך שיתפו פעולה עם פרופ' גדעון רכבי מהמרכז הרפואי על-שם שיבא בתל-השומר, ועם מדענים נוספים. "מפתיע להיווכח כי לאחר כמה עשורים של מחקר מדעי, התהליך הבסיסי של גדילה והתפשטות תאים סרטניים, עדיין שנוי במחלוקת", אומר פרופ' שפירא. "מצד שני, מפני שהתחלת התהליך הסרטני וחלק גדול מהתפתחות הגידול מתחוללים לפני האבחון, היכולת לזהות את השלבים הראשונים של התהליך מחייבת שיטות רטרוספקטיביות, שרק מעטות מהן עמדו לרשות המדענים".
באמצעות שיחזור עץ משפחה של תאי גידול סרטני וניתוח המוטציות שהצטברו בתאים, יכולים המדענים לבחון את תהליכי ההתפתחות שהובילו למצב הנוכחי, ולגלות היבטים שונים בהיסטוריה ההתפתחותית שעשויים לשפוך אור חדש על התפתחות הסרטן. פרופ' שפירא: "אנחנו מתכוונים ליישם את השיטה בחקר שאלות מפתח בסרטן, כגון: מתי ואיפה מתחיל הגידול? מתי מתחילות להתפשט גרורות סרטניות? האם ניתן לחזות את חומרת הסרטן על-פי 'עומק' תאי הגידול? והאם טיפול כימותרפי פוגע בעוצמות שונות בתאים בעלי תכונות 'משפחתיות' שונות, כמו 'עומק' גדול יותר?"
הממצאים, המתוארים בכתבת השער של כתב-העת המדעי Cancer Research, מראים כי תאי סרטן מסוג לימפומה התחלקו בקצב כפול בהשוואה לתאי ריאה בריאים. השיטה החדשה איפשרה גם חישוב מדויק של גיל הגידול ואיפיון דפוס הגדילה שלו. בחינה נוספת אישרה את ההשערה הוותיקה שלפיה תהליך סרטני מתחיל מתא בודד.
המדענים סבורים כי חקר עצי משפחה של תאי סרטן עשוי לשפר את הבנת התהליכים הסרטניים, ובכך לקדם פיתוח של שיטות טיפול ותרופות חדשות.
מתן תאים חיסוניים עשוי לזרז את החלמתם של חולים שעוברים השתלת לשד עצם מתורם לא תואם
מדעני מכון ויצמן למדע עוסקים זה כעשור בפיתוח שיטה חלוצית להשתלת לשד עצם מתורם לא תואם, לטיפול בחולי סרטן. עם זאת, ההשתלה מחלישה את המערכת החיסונית של החולה, ומחייבת תקופת התאוששות ממושכת אשר במהלכה החולה חשוף לזיהומים ולמחלות. כעת פיתחו מדענים מאוניברסיטת פרוג'יה באיטליה, וממכון ויצמן למדע, שיטה המאפשרת לקצר במידה ניכרת את תקופת ההתאוששות, ולהשיב למערכת החיסונית את פעילותה התקינה. השיטה שפיתחו וממצאי ניסוי קליני שערכו בחולים הוצגו באחרונה בכנס השנתי של החברה האמריקאית להמטולוגיה, שהתקיים בניו אורלינס, ארה"ב.
השתלות לשד עצם משמשות כבר שנים רבות כטיפול שגרתי בלוקמיה, אולם ברוב המקרים, הצלחת ההשתלה תלויה בהתאמה מלאה בין התורם והחולה. במשך יותר מעשור פיתח פרופ' יאיר רייזנר מהמחלקה לאימונולוגיה במכון ויצמן למדע שיטה חלוצית להשתלת תאי גזע מלשד העצם, ללא התאמה מלאה בין התורם למקבל. לאחר שהשיטה נמצאה יעילה בעכברים, חבר פרופ' רייזנר לפרופ' מסימו מרטלי, ראש האגף להמטולוגיה ואימונולוגיה קלינית באוניברסיטת פרוג'יה באיטליה. בניסויים קליניים שבהם השתתפו יותר מ-300 חולים התגלה כי שיעורי ההחלמה של חולים שעברו השתלה של לשד עצם מתורם לא תואם (קרוב משפחה), דומים לאלה המתקבלים בהשתלה מתורמים בעלי התאמה מלאה, שנבחרו ממאגרים בין-לאומיים של תורמים.
כדי להתגבר על נטיית הגוף לדחות את התאים הזרים, מנוקה לשד העצם הלא-תואם מתאים חיסוניים מסוימים הקרויים תאי T, ותאי הגזע מוחדרים במנות גדולות במיוחד ("מגה-מנות"), המסוגלות להתגבר על המערכת החיסונית של החולה. סילוק תאי ה-T מלשד העצם של התורם מצמצם את הסיכון להתקפה של תאי T מושתלים כנגד רקמות הגוף המארח. עם זאת, זמן ההתאוששות של המערכת החיסונית של החולה לאחר השתלות כאלה הוא ארוך ביותר, ובמהלכו החולה חשוף לסכנת הידבקות במחלות זיהומיות קשות. הרופאים המבצעים את ההשתלה מתמודדים עם החלטה לא פשוטה: האם לסלק את תאי ה-T מלשד העצם של התורם ולחשוף את החולה לזיהומים, או להשאיר אותם – ולהסתכן בכך שיתקיפו את גוף המושתל.
פרופ' מסימו מרטלי ופרופ' רייזנר מצאו דרך לזרז את שיקום המערכת החיסונית בחולים שעברו השתלת לשד עצם מתורם לא תואם, שנוקה מתאי T. בניסוי קליני לבדיקת השיטה נמצא כי ב-25
מתוך 26 חולי לוקמיה ולימפומה שקיבלו "מגה-מנות" של תאי גזע מתורמים לא תואמים (קרובי משפחה), המערכת החיסונית התאוששה במהירות, ושמרה על תיפקוד טוב גם לאחר מספר חודשים.
השיטה שפיתחו המדענים מבוססת על ממצאים שהתקבלו בניסויים בעכברים, אשר תוארו בשנים האחרונות על ידי קבוצות מחקר שונות ברחבי העולם, שלפיהם סוג מסוים של תאי T – תאי T מווסתים
(T regs) – אינם שותפים לתקיפת הגוף המארח, אלא להפך – מסייעים למנוע התקפות כאלה. בנוסף, תאי T regs ממלאים תפקיד בבקרת תגובות חיסוניות אחרות – בין היתר, במניעת פעילות של המערכת החיסונית כנגד הגוף עצמו (המובילה להתפתחות מחלות אוטו-אימוניות). המדענים בודדו תאי T regs מדם התורם, והחדירו אותם דרך הווריד לחולי לוקמיה שעברו טיפולי כימותרפיה וקרינה. שלושה ימים לאחר מכן הושתלו בחולים תאי הגזע של התורמים הלא תואמים, יחד עם סוג אחר של תאי T – אלה שעשויים לזרז את שיקום המערכת החיסונית אך עלולים גם לתקוף במקביל את הגוף המאכסן. בחולים שעברו את ההליך הזה נראה שיפור מהיר ומתמשך בפעילות החיסונית. מרביתם לא חשו בסימפטומים של מחלות הנגרמות מתקיפת הגוף המארח, על-אף שקיבלו מנות גדולות של התאים המעורבים במחלות אלה.
קודם ליישום הטיפול החדש ברחבי העולם, יש להמשיך במעקב אחר החולים, ולבצע ניסויים קליניים נוספים. עם זאת, התוצאות הראשוניות מראות כי תאי T regs עשויים לשמש בעתיד כתוספת חשובה להשתלת "מגה-מנות" של תאי גזע, וישפרו את שיעורי ההחלמה של מקבלי לשד עצם מתורמים לא תואמים.
מידע נוסף אפשר לקבל במשרד דובר מכון ויצמן למדע 08-934-3856