תכנות מחדש: שימוש בתאי עור למידול מחלות קשות ולהשתלות
ד"ר יוסי בוגנים
בשנים האחרונות מדענים רבים בעולם שמו להם למטרה למצוא דרך להחליף תאים או רקמות פגועות על ידי השתלת תאים תקינים שגדלו בצלחת. תחום חדש ומתפתח זה נקרא רפואה רגנרטיבית ומושך תשומת לב רבה בעולם המדעי. תאי עובר המופקים בשלב מוקדם מאוד של 64 תאים נקראים תאי גזע עובריים ויש להם פוטנציאל גדול מאוד בתחום הרפואה הרגנרטיבית וזאת מכיוון שהם מסוגלים להפוך לכל סוגי התאים בגוף האדם. אך, בעיות אתיות הכרוכות ב"הריגת עובר אדם" ודחיית התאים על ידי מערכת החיסון של המטופל הם שני מכשולים שמונעים את שימושם המיידי ברפואה. ב 2006 חוקרים יפניים גילו כי ניתן לתכנת מחדש תאי עור בוגרים ולגרום להם להתנהג כמו תאי גזע עובריים טבעיים על ידי החדרה של ארבעה גנים המתפקדים בשלב העוברי. תגלית זו הראתה שתאי הגוף מאוד גמישים ובהינתן סיגנל מתאים ניתן להמיר את ייעודם ולהפכם לכל סוג תא מבוקש. מאז תגלית זו חוקרים רבים בעולם השתמשו בטכנולוגיה זו בכדי להפוך תאי עור בוגרים ישירות לתאי גוף שונים כדוגמת: תאי עצב, לב, כבד, כליה, לבלב, כלי דם ועוד וזאת מבלי להגיע כלל לשלב העוברי.
תאים אלו שעוברים תכנות מחדש והופכים להיות תא אחר נקראים תאים מושריים, ומהווים פיתרון לבעיה האתית ולבעיית הדחיה החיסונית מכיוון שתאי העור נלקחים מהמטופל עצמו. בנוסף, תאים אילו מהוים בסיס טוב למידול מחלות ומציאת תרופות מכיוון שניתן להפיקם מחולים שונים וממחלות שונות (פרקינסון, אלצהימר, ALS ועוד...) ועל ידי סריקה של ספריה של מיליוני מולקולות קטנות ניתן למצוא בעזרתם תרופות חדשות למחלות קשות. למרות הפוטנציאל העצום הגלום בתאים אילו, איכות התאים (תיפקודית ובטיחותית) עדין לא מספקת בכדי להשתמש בהם בקליניקה ויש צורך למצוא את הדרך הטובה ביותר שתאפשר יצור תאים מושריים איכותיים שלא יהוו סכנה עתידית לחולה ואשר ימדלו את המחלות השונות בצורה המדוייקת ביותר.
במעבדתי שמנו לנו למטרה ללמוד את תהליך התכנות מחדש לפרטיו בכדי לשפרו ובכך ליצור תאים איכותיים יותר. בנוסף, אנו מפתחים מודלים חדשים המאפשרים ליצור תאים בעלי ערך קליני מתאי עור שכיום לא קיימים בנמצא.
בעבודתינו הראשונה עקבנו אחר תהליך התכנות מחדש וביצענו אנליזות ביואינפורמטיות רבות בכדי למצוא את גני המפתח הטובים ביותר המסוגלים לשפר את איכות תאי הגזע העוברים המושרים. אנליזות אילו הצביעו על ארבעה גני מפתח חדשים המסוגלים ליצור תאי גזע מושריים מתאי עור האיכותיים בהרבה מאותם תאי גזע מושרים המשמשים כיום. תאים אילו שנוצרו במעבדתי (במקרה זה תאי עכבר) מסוגלים לשכפל (cloning) עכבר שלם באחוזים הגבוהים בהרבה (80%) מאותם תאי גזע מושרים ששאר העולם משתמש (30%). מבחן זה מהווה המבחן החשוב ביותר לאיכות התאים.
בעבודה נוספת במעבדתי המרנו תאי עור לתאי גזע שלייתים מושריים (תאי הגזע שיוצרים את השלייה במהלך יצירת העובר). תאים אלו נראים ומתנהגים בדיוק כמו תאי גזע שליתיים טבעיים. במבחני איכות שונים תאים אילו הראו יכולת יצירת תאי שלייה שונים הן בצלחת פטרי והן בתוך שלייה מתפתחת בעקבות השתלה.
נשים רבות סובלות מהפלות חוזרות ונשנות ומהתפתחות לא תקינה של השלייה הגורמת לעיכוב בגדילת העובר הגורמת במקרים קשים ללדת ילדים עם פיגור שכלי. הצלחת פרויקט זה תביא סיכוי אמיתי לנשים עם בעיות שלייתיות ללדת ילדים בריאים ואף להציל הריונות בעלי סיכון בעקבות אי תפקוד שלייתי. חשוב לציין שאלטרנטיבה אחרת לא קיימת כיום והפיתרון היחידי הקיים בנמצא היא לידה מוקדמת המהווה סיכון רב לאם ולעובר.
במחקר האחרון שלנו גילינו כי ניתן להפוך תאי עור לכל תאי העובר המוקדמים ביותר על ידי שימוש בקומבינצית גנים אחת. תגלית זו מרתקת מכיוון שהיא מאפשרת ברמה התאורטית ליצור עובר אדם מתאי עור בצלחת ללא צורך בביצית וזרע. יצירת עובר אדם (64 תאים) בצלחת תאפשר הבנה עמוקה יותר של התהליכים המרכזיים המובילים ליצירת החיים.
