אמ;לק – מדענים זיהו מנגנון חדש שמאט ועשוי אפילו לעצור את תהליך ההזדקנות הטבעי של תאי מערכת החיסון
כולנו יודעים שכשמזדקנים, קל יותר להידבק במחלות זיהומיות והן עושות יותר נזק לגוף. הסיבה היא שמערכת החיסון עצמה מזדקנת, מתבלה ונחלשת, ואז מצליחים מזיקים מבחוץ לפגוע בגוף, ותהליכים דלקתיים ארוכי-טווח מחבלים בבריאותנו. באופן אידיאלי היינו רוצים שתאי מערכת החיסון יהיו צעירים ונכונים לפעולה תמיד, אבל רצונות לחוד ומציאות לחוד.
ועדיין, תאי מערכת החיסון מאריכים ימים יותר מכפי שהיינו מצפים מתאים רגילים. הם אולי לא נשארים צעירים לנצח, אבל הם בהחלט מצליחים לעקוף את "גבול הייפליק". וזה הישג לא-רגיל בכלל.
מהו גבול הייפליק ומה הקשר לטלומרים?
מה זה גבול הייפליק? מדובר בסוג של שעון עצר שפועל בלבו של כל תא. בכל פעם שהתא מתחלק לשני תאים חדשים, השעון מתקתק פעם אחת. בתאים רגילים של בני-אדם, השעון סופר חמישים תקתוקים בלבד, ולאחר מכן דומם. חמישים תקתוקים – חמישים חלוקות: זהו גבול הייפליק. כשהתאים מגיעים לקו הגבול הזה, הם מבינים שהגיעו לסוף דרכם. בשלב זה הם מתאבדים, או נכנסים לתרדמת ונותרים ברקמות כתאים קשישים שאינם מסייעים לגוף.
איך התאים יודעים כשהם מתקרבים לגבול הייפליק? איך הם מצליחים לספור את מספר החלוקות שלהם? התשובה טמונה במבנים מיוחדים בתוך התאים שנקראים "טלומרים". אתם יכולים לחשוב עליהם כעל פקקי הפלסטיק שמכסים את הקצוות של שרוכי הנעליים שלכם. במקרה שלנו, השרוכים הם הכרומוזומים, שמכילים את הקוד הגנטי של התא, והטלומרים הם הפקקים שמונעים מהכרומוזומים להיפרם.
הטלומרים בעצמם מורכבים ממקטעי דנ"א שחוזרים על עצמם אלפי פעמים. בכל פעם שהתא מתחלק, הטלומרים מתקצרים קצת. אחרי חמישים חלוקות בערך, הטלומרים כבר קצרים כל-כך שהתא לא מסוגל להתחלק יותר. בשלב הזה, כאמור, הוא מתאבד או הולך לבית-אבות של הגוף.
אם קראתם עכשיו בפעם הראשונה את ההסבר הזה – ומבינים אותו – בוודאי זכיתם ברגע של הארה. "איוריקה!" – אתם אומרים – אז זו הסיבה לכך שאנחנו מזדקנים! התאים מתחלקים, הטלומרים מתקצרים, ובכל התקצרות כזו, אנחנו נהיים זקנים יותר!
לרוע המזל, זה לא מדויק. העובדה שהטלומרים מתקצרים מסבירה רק חלק קטן מההזדקנות של הגוף, והיא כנראה רלוונטית במיוחד בתאי מערכת החיסון. קיימים מנגנונים אחרים – שלא ניכנס אליהם כאן – שאנו חושדים שמשפיעים יותר על ההזדקנות. התקצרות הטלומרים היא רק מנגנון אחד מני רבים.
ומחקר חדש שהתפרסם בספטמבר 2022 מראה שאפילו אותו אנחנו לא מבינים עד הסוף.
טלומראז כבר לא לבד
כתבתי קודם שתאי הדם הלבנים מסוגלים לעקוף את גבול הייפליק. הם עושים זאת באמצעות אנזים שנקרא טלומראז. ולא רק תאי הדם הלבנים עושים זאת. כבר כארבעים שנה שאנחנו יודעים שהאנזים הזה פועל בחלק מאד קטן מתאי הגוף, ומקנה להם אריכות ימים יוצאת-דופן. אבל אפילו בתאים בהם הוא פועל, הוא מפסיק לתפקד בהדרגה.
במחקר החדש, שהתפרסם בספטמבר 2022, זיהו החוקרים מנגנון חדש להארכת הטלומרים, שלא קשור לטלומראז. הם בחנו את הדרך בה תאי דם לבנים (לימפוציטים מסוג T) נאבקים בחיידקים, וראו תהליך מוזר למול עיניהם: העברת טלומרים. תאי דם לבנים אחרים באו ללימפוציטים ושיגרו אליהם בועיות קטנטנות: כמו מנות קרב שאנו שולחים לחיילים בחזית. הלימפוציטים קיבלו את מנות הקרב שלהם, פתחו אותן – והאריכו פתאום את הטלומרים שלהם. בהתאם, הם הצליחו לחיות זמן רב יותר ונלחמו טוב יותר נגד הפולש לאורך זמן.
מה הכילו אותן מנות קרב? טלומרים. פשוט, טלומרים, שהלימפוציטים שידכו לטלומרים הקיימים שלהם. כאמור, מעולם לא ידענו שסחר כזה בטלומרים בכלל אפשרי בין התאים.
"תגובת החלפת הטלומרים בין תאי מערכת החיסון מתווספת לתגלית זוכת פרס-הנובל של הטלומראז", הסביר דוקטור אלסיו לאנה, שהוביל את המחקר הנוכחי. "היא מראה שתאים מסוגלים להחליף טלומרים ביניהם כדרך לשלוט באורך הכרומוזומים לפני שפעולת הטלומראז מתחילה. ייתכן שאפשר להאט או לרפא את ההזדקנות פשוט באמצעות החלפת טלומרים".
לאחר שקבוצת המחקר הבינה שיש בידיה מנגנון פוטנציאלי חדש לעצירת ההזדקנות – לפחות בסוג אחד מסוים של תאים – היא התחילה לחקור אותו ברצינות. החוקרים הצליחו לסנן את 'מנות הקרב' – הבועיות שמכילות את הטלומרים – מדמם של עכברים. הם הראו שכאשר הם מספקים את התמצית הזו בעצמם ללימפוציטים, אלו 'חוזרים לצעירותם' במערכות החיסון של עכברים ומסוגלים להילחם טוב יותר ולאורך זמן בפולשים חדשים.
מה המשמעות של התגלית?
מה המשמעות? קודם כל, שיש לנו כיוון חדש להארכת משך החיים של חלק מתאי הדם הלבנים. עד התגלית הזו חשבנו שרק הטלומראז מסוגל לעשות את זה, אבל קשה לדרבן אותו לפעול בצורה בטוחה בתאים. התגלית החדשה תוכל לעזור לנו להאריך את משך החיים של תאי הדם הלבנים – ואולי של תאים שנרצה ביקרם באופן כללי – וכך לעכב חלק מתופעות ההזדקנות, כמו היחלשות מערכת החיסון.
שנית, ואולי מרגש יותר ברמת הקונספט, אני נהנה להבין – בכל שנה מחדש – כמה אנחנו עדיין לא יודעים בתחום הביולוגיה. אם הגילוי הזה נכון ותאים באמת יכולים להחליף טלומרים ביניהם, הרי שכל ספרי הלימוד על מערכת החיסון יכללו את המידע הזה במהדורה הבאה. אלו מערכות נוספות בגופינו נותרות עלומות מעין, ומחכות שיגלו אותן? ומה נוכל לעשות עמן כשנפענח את קיומן?
מרגש לחשוב על העתיד – ועל העובדה הברורה שיש לנו עוד כל-כך הרבה מה ללמוד אודותיו, וגם אודותינו.
שאלות ותשובות
מהו גבול הייפליק?
גבול הייפליק הוא מעין שעון עצר בתא: בכל חלוקה הוא מתקתק פעם אחת, ובתאים רגילים של בני אדם הוא סופר כחמישים חלוקות. לאחר מכן התא מתאבד או נכנס למצב של תא קשיש שאינו מסייע לגוף.
מה הם טלומרים ומה קורה להם בכל חלוקת תא?
טלומרים הם מבנים בקצות הכרומוזומים, והם פועלים כמו הפקקים בקצות שרוכי הנעליים ומונעים מהכרומוזומים להיפרם. הם מורכבים ממקטעי דנ"א החוזרים על עצמם, ובכל חלוקה של התא הם מתקצרים מעט.
איך תאי מערכת החיסון מצליחים לעקוף את גבול הייפליק?
עד כה היה ידוע שהם עושים זאת באמצעות האנזים טלומראז. במחקר החדש התגלה מנגנון נוסף, שבו תאי דם לבנים אחרים שולחים ללימפוציטים מסוג T בועיות קטנטנות המכילות טלומרים, והלימפוציטים מאריכים בעזרתן את הטלומרים שלהם.
מה הראו החוקרים בניסויים בעכברים?
החוקרים סיננו מדמם של עכברים את הבועיות שמכילות טלומרים וסיפקו אותן ללימפוציטים. הלימפוציטים "חזרו לצעירותם" במערכת החיסון של העכברים והצליחו להילחם טוב יותר ולאורך זמן בפולשים חדשים.
האם התקצרות הטלומרים היא הסיבה היחידה להזדקנות?
לא. לפי הכתבה, התקצרות הטלומרים מסבירה רק חלק קטן מההזדקנות של הגוף, והיא כנראה רלוונטית במיוחד בתאי מערכת החיסון. קיימים מנגנונים אחרים שחושדים שמשפיעים יותר.
המאמר המקורי ב-Nature Cell Biology
עוד בנושא באתר הידען
- להרחיק את המוות: תיאוריית הטלומרים. מאמר חמישי בסדרת אריכות הימים
- ג'ף בזוס מחפש דרכים להביס את המוות– זה מה שאנחנו יודעים על מדע ההזדקנות
- שימוש בריפוי גנטי לשם הארכת חיים בעכברים
- לא כל התאים מזדקנים יחד: גם תאים שכנים עשויים להיות בגיל ביולוגי שונה
- חוקרים הצליחו להפוך את תהליך ההזדקנות ולהחזיר לעכברים קשישים את נעוריהם