חוקרים מאוניברסיטת בן־גוריון ומסטנפורד גילו רפטובלסטים – תאים המגיבים לאקטיבין ומתפרקים תוך שחרור חומרים קטלניים. תא יחיד הרג במעבדה עד 70 תאים סמוכים, אך יישומים רפואיים עדיין רחוקים.
מנגנון חיסוני חריג, המזכיר פעולתו של מטען המתפוצץ ברגע שהוא מקבל אות, התגלה בתולעים שטוחות המסוגלות לחדש את גופן. חוקרים מאוניברסיטת בן־גוריון בנגב ומאוניברסיטת סטנפורד זיהו סוג תא שלא היה מוכר עד כה, המכונה רפטובלסט. כאשר התא מקבל אות המעיד על זיהום או על נוכחות רקמה זרה, הוא מתפרק במהירות ומשחרר לסביבתו תערובת של חומרים המסוגלים להרוג חיידקים ותאים סמוכים.
המחקר, שפורסם בכתב העת Cell, נערך בהובלת פרופ' בנימין רוזנטל מהפקולטה למדעי הבריאות ומהמרכז לרפואה רגנרטיבית באוניברסיטת בן־גוריון, ופרופ' בו וואנג מאוניברסיטת סטנפורד.
הגילוי נעשה במהלך מחקר בתולעים שטוחות מסוג פלנריה. בעלי חיים אלה מוכרים בעיקר בזכות כושר ההתחדשות יוצא הדופן שלהם: גם לאחר שגופן נחתך לכמה חלקים, כל חלק יכול במקרים מסוימים להתפתח לתולעת שלמה. יכולת זו הופכת אותן למערכת מחקר חשובה להבנת התחדשות רקמות, התמיינות תאים והתגובות המתרחשות כאשר רקמות שונות נפגשות.
התאים שנעלמו מתחת למיקרוסקופ
בתצפיות הראשונות הבחינו החוקרים בתאים שנעלמו במהירות, ולאחר מכן נותר סביבם אזור ובו תאים מתים. בדיקות נוספות הראו כי לא היה מדובר במוות תאי מקרי. התאים עברו תהליך מבוקר שהופעל בתגובה לאקטיבין – חלבון איתות ממשפחת ההורמונים המעורב בין היתר בהתפתחות, בהתמיינות תאים ובבקרה על תגובות חיסוניות.
כאשר רמת האקטיבין בסביבת הרפטובלסטים עלתה בחדות, החל בתוך התא תהליך מהיר של שחרור סידן ממאגרים פנימיים וארגון מחדש של שלד התא. בתוך כשתי דקות התא התפרק ושחרר חומרים רעילים לסביבתו.
התגובה אינה אמורה להתפשט ללא שליטה. לפי החוקרים, נדרש אות אקטיבין מוגדר כדי להפעיל את הרפטובלסטים, והחומרים שהם משחררים מאבדים את פעילותם בתוך כרבע שעה. כך נוצר מנגנון קצר מועד, המופעל באזור שבו זוהתה סכנה.
בניסויים בתרבית מצאו החוקרים כי רפטובלסט יחיד מסוגל להרוג עד 70 תאים סביבו. התערובת ששוחררה פגעה בחיידקים, בתאים של תולעים שטוחות וגם בתאי יונקים, ובהם תאי סרטן אנושיים שנבדקו במעבדה.
"המהירות והשלמות של הרס התאים הפתיעו אותנו מאוד", אמר פרופ' וואנג. לדבריו, התפרקות התא יוצרת גל של חומרים בעלי טווח פעולה רחב, הפוגע במה שנמצא בסביבתו הקרובה.
כיצד התולעת נלחמת בחיידקים
החוקרים בחנו את תפקיד התאים בגוף החי באמצעות חשיפת הפלנריות לחיידקים. בתגובה לנוכחות החיידקים, תאים אחרים באזור שחררו אקטיבין. האות הפעיל את הרפטובלסטים, שהתפרקו ושחררו חומרים שפגעו בקרומי החיידקים הפולשים.
בניסוי אחר חיברו החוקרים רקמות שהגיעו משתי תולעים שונות. המפגש בין הרקמות גרם להצטברות של אקטיבין, להפעלה המונית של הרפטובלסטים ולהיווצרות נזק ברקמה. כאשר החוקרים סילקו את הרפטובלסטים באמצעות שינוי גנטי, תגובת הדחייה ההרסנית נעצרה.
התוצאות מצביעות על כך שהתאים ממלאים תפקיד כפול: הם עשויים לסייע בהגנה מפני זיהומים, אך גם להשתתף בזיהוי ובהשמדה של רקמות זרות.
הגילוי מרחיב את התמונה המקובלת של מערכות החיסון. אין פירוש הדבר שבבני אדם התגלה סוג חדש של תא חיסון מתפוצץ. הרפטובלסטים זוהו ונחקרו בפלנריות, והניסויים בתאי אדם נערכו בתרבית בלבד כדי לבדוק את עוצמת החומרים המשתחררים מהם.
השראה אפשרית לטיפולים עתידיים
היכולת של תא בודד לשחרר במהירות חומרים הפוגעים במגוון רחב של מטרות עשויה לעורר בעתיד רעיונות חדשים בהנדסת תאים. באופן עקרוני, אפשר לדמיין תאים מהונדסים שיופעלו רק בסביבת גידול או זיהום ויפגעו בתאים בלתי תקינים או בחיידקים עמידים לתרופות.
עם זאת, הדרך ליישום כזה ארוכה. החוקרים עדיין צריכים לזהות במדויק את כל החומרים המשתחררים, להבין כיצד הם פועלים, לבדוק כיצד ניתן למנוע פגיעה ברקמה בריאה ולפתח מנגנוני שליטה בטוחים. העובדה שהחומרים הרגו גם תאים אנושיים בתרבית מדגישה את עוצמת המנגנון, אך גם את הסיכון הכרוך בהפעלתו ללא בקרה.
"ממצאים אלה חושפים אסטרטגיה חדשה המקשרת ישירות בין אות הורמונלי לתגובה חיסונית מתפרצת", אמר פרופ' רוזנטל. לדבריו, המנגנון מדגים את המגוון העצום של הדרכים שהתפתחו בטבע להתמודדות עם זיהומים ועם תאים זרים.
במחקר השתתפו גם צ'ו צ'אי, אליה סולטן, סורדיפ ר' סרקר, ליהאן ג'ונג, דניה נאנס־צרפתי, אורלי גרשוני־יהלום, כריסטין ג'ייקובס־וגנר והווא ראסין תיאם. המחקר נתמך בין היתר בידי המועצה האירופית למחקר והמכונים הלאומיים לבריאות בארצות הברית.
FAQ קצר
האם התאים המתפוצצים נמצאו בבני אדם?
לא. הרפטובלסטים זוהו בתולעים שטוחות מסוג פלנריה. החומרים שהם שחררו נבדקו גם על תאי יונקים ותאים אנושיים בתרבית.
מה גורם לתאים להתפוצץ?
עלייה חדה באקטיבין מפעילה שחרור סידן וארגון מחדש של שלד התא, ובתוך כשתי דקות התא מתפרק.
האם אפשר להשתמש בהם נגד סרטן?
עדיין לא. הפגיעה בתאי סרטן הודגמה בתנאי מעבדה בלבד. נדרש מחקר רב לפני שניתן יהיה לפתח טיפול בטוח ומבוקר.
עוד בנושא באתר הידען:
