להתגבר על הנזק

חוקרים גילו כי שני אירועים אפיגנטיים (הורדת והוספת מתיל מהדנ”א), מובילים להתמיינות תאי גזע לתאי שריר וכך להתחדשות ולריפוי של שרירים לאחר פציעתם

לאפיגנטיקה יש תפקיד מכריע בפעילות הגנום. סמנים אפיגנטיים יכולים לשתק גנים מסוימים ולעורר אחרים, וכך לגרום למחלות או למנוע אותן. דוגמה לסמן אפיגנטי מרכזי היא מתילציה – היקשרות של קבוצת מתיל (חומר פחמימני) למולקולת הדנ”א וביטוי של חלבונים ייחודיים שחוסמים את הגישה אל הגן. חסימתו של הגן משתיקה אותו ולא מאפשרת לו להתבטא.

ד”ר טל פאליק מיכאלי היא רופאה וחוקרת במכון לאונקלוגיה בבית החולים הדסה עין כרם, אשר מתמקדת בתחום האפיגנטיקה, רפואה מחדשת (רגנרטיבית) וסרטן. מחקרה האחרון נעשה בתמיכת הקרן הלאומית למדע, ובשיתוף פרופ’ יהודית ברגמן ופרופ’ חיים סידר מהמחלקה לביולוגיה התפתחותית וחקר הסרטן בפקולטה לרפואה באוניברסיטה העברית, מהמובילים בעולם בתחום האפיגנטיקה. מטרתם הייתה להבין כיצד תאי גזע, שיכולים להתמיין לתאים שונים וכך לחדש ולרפא רקמות ואיברים שנפגעו, משתנים מבחינה אפיגנטית בעקבות נזק, למשל לשריר. לדוגמה, כיצד המתילציה שמתרחשת בדנ”א שלהם עקב הנזק, אשר משנה את ביטוי הגנים בהם, משפיעה על התמיינותם לתאי שריר.

אומרת ד”ר פאליק מיכאלי: “ידוע לנו שלאחר שהשריר נפצע, תאי הגזע שבו מתמיינים לתאי שריר וכי תהליך זה מלווה בשינויים אפיגנטיים אזוריים, למשל במתילציה של הדנ”א, כלומר, במערכת בקרת ביטוי הגנים בתא. כעת גילינו שהשינויים הללו הכרחיים להתמיינות תקינה של תאי הגזע לתאי שריר וכך לריפוי השריר”.

במסגרת מחקרם פצעו החוקרים שריר ברגל אחת או שתיים של עכברים (חוררו את השרירים או הקפיאו אותם בחנקן נוזלי). לאחר מכן בודדו את רקמות השריר ובחנו אותן בשיטות מולקולריות. כך גילו כי באזורים גנומיים שונים ברקמות התרחשו שני אירועים אפיגנטיים שהובילו להתמיינות תאי הגזע לתאי שריר, חידוש השרירים והחלמתם – דה-מתילציה (הורדת מתיל מהדנ”א על ידי אנזימים) ודה-נובו מתילציה (הוספת מתיל על ידי אנזימים).

כדי לוודא שהאירועים הללו הם אלו שאכן מובילים להתמיינות תאי הגזע, יצרו החוקרים גם מודל של עכברים טרנסגניים (מהונדסים גנטית) – הם פגעו באנזימים הרלוונטיים וכך מנעו מתאי הגזע שלהם לעבור דה-מתילציה, מה שפגע ביכולתם להתמיין לתאי שריר. כלומר, כך הצליחו להראות שהדה-מתליציה הכרחית להתמיינות תאי הגזע לתאי שריר ולריפוי השרירים.

בהמשך למחקר קודם – שנעשה בשיתוף ד”ר יובל גיאלצ’ינסקי, מומחה למיילדות וגינקולוגיה, ובו הוכיחו החוקרים התחדשות מהירה של שרירים פצועים בעכברות הרות – ביצעו החוקרים ניסוי נוסף. במהלכו בחנו בשיטות מולקולריות שרירי רגליים של עכברות הרות וגילו כי תאי הגזע שבהם נמצאים כבר בדפוס המתילציה שמוביל להתמיינות של תאי גזע (עברו אירועי דה-מתילציה ודה-נובו מתילציה). “כפי הנראה בהיריון התאים מראש מכינים עצמם מבחינה אפיגנטית לנזק אפשרי”, מסבירה ד”ר פאליק מיכאלי.

החוקרים פצעו את שרירי רגליהן של העכברות ההרות וראו כי אכן התמיינות תאי הגזע לתאי שריר אצלן הייתה מהירה יותר מזו של שאר העכברים, מה שהוביל לבנייתם והחלמתם המהירות של השרירים. דפוס דומה נצפה אצל עכבר נוסף שהחוקרים פצעו את השריר ברגלו; חודשיים לאחר פציעת השריר ברגל, תאי הגזע בשרירי הרגל השנייה היו כבר בדפוס המתילציה שאמור להוביל להתמיינותם, ושינוי אפיגנטי זה נשמר זמן רב לאחר הפציעה. לדברי ד”ר פאליק מיכאלי, “גילינו שמערכת האפיגנטיקה זוכרת את השינוי שהתרחש עקב הנזק. זיכרון אפיגנטי זה מאפשר לשרירים להתמודד הרבה יותר טוב עם הנזק הבא. כלומר, המערכת האפיגנטית גורמת לגוף להקשיב לסביבה ולהשתנות כך שיהיה מוכן להתמודד בהצלחה עם הנזק הבא”.

החיים עצמם:

ד”ר טל פאליק מיכאלי, 39, נשואה (לרופא עיניים) + ארבעה ילדים (8, 6, 4 ותינוקת בת חודש וחצי), מתגוררת בירושלים. בקרוב מסיימת פוסט דוקטורט באפיגנטיקה של סרטן אצל פרופ’ חיים סידר והתמחות באונקולוגיה ורדיותרפיה במכון לאונקולוגיה בבית החולים הדסה עין כרם (מסלול רופא-חוקר). במקביל משמשת רכזת מסלול ההתמחות בניהול חדשנות ויזמות רפואית של תלמידי רפואה ומלמדת בקורס Bio Innovation (פרויקט סיום ההתמחות בניהול חדשנות ויזמות רפואית) באוניברסיטה העברית.

אוהבת לטייל, לקרוא, לצפות בסרטים, לרקוד ולעבוד במעבדה (“מאוד אוהבת מדע”).