חוקרים בתחום הביואינפורמטיקה מאוניברסיטת תל אביב וממכון סקריפס חושפים במאמר היום בגרסה המקוונת של נייצ'ר שיטה לזיהו תאי גזע פלוריפוטנטיים ולהבדילם מתאי גזע מוגבלים יחסית
צוות מחקר בינלאומי שבראשו חוקרים ממכון סקריפס בסן דייגו ומאוניברסיטת תל אביב פיתחו שיטה חדשה לזיהוי תאי גזע פלוריפוטנטיים. התאים הפלוריפוטנטיים, בהם תאי גזע עובריים, יכולים להתמיין (להפוך אחרי גירוי מתאים) לכל מגוון סוגי התאים האנושיים. שימוש בתאים אלה עשוי להיות לעזר רב בפיתוח תרופות המותאמות אישית לחולה ובטיפול במספר רב של מחלות קשות, כגון פרקיסון וטרשת נפוצה. המחקר מתפרסם ב-24 באוגוסט במהדורה המקוונת המוקדמת של כתב העת המדעי Nature.
באמצעות טכנולוגיה של חברת Illumina מסן דייגו, החוקרים יצרו בסיס נתונים רחב המתאר את תבניות הביטוי של כלל הגנים בכ-150 סוגים של תאים אנושיים. החוקרים גילו דמיון רב מאוד בין כל התאים הפלוריפוטנטיים שנבדקו, בעוד שביטוי הגנים בשאר סוגי התאים היה הרבה יותר מגוון. ניתוח נוסף של הנתונים הביא לגילוי רשת חלבונים הפעילה בתאים פלוריפוטנטיים, אשר מהווה את אחת מאבני הבניין של המנגנון המולקולרי המאפשר לתאים אלה יכולת התמיינות ייחודית.
ההתפתחויות האחרונות במחקר תאי הגזע הביאו לפיתוח שיטות המאפשרות להפוך תאים ממוינים לחלוטין, כמו תאי עור, לתאים פלוריפוטנטיים. התפתחויות אלה מעלות את חשיבות ההגדרה של פלוריפוטנטיות, במיוחד בתאים אנושיים, אשר מסיבות אתיות מגוון הטיפולים האפשריים בהם הוא מוגבל. לשם השוואה, על מנת לבדוק יכולת התמיינות בתאי עכבר, ניתן להזריק את התאים לעוברים ולבחון האם נוצרות מהם רקמות מסוימות.
“עד היום לא הייתה דרך אתית מקבילה שבה ניתן להוכיח שתא אנושי הוא פלוריפוטנטי”, אומר ד”ר פרנץ-יוזף מולר, חוקר במכון סקריפס ובאוניברסיטת קיל שבגרמניה. “היו הרבה דיווחים על תרביות תאים אנושיים שלהם יכולות התמיינות שונות, אך עד היום לא הייתה דרך מעשית לאפיין פלוריפוטנטיות בתאים אנושיים”.
הגילוי הוא תוצאה של מחקר ממושך שהובילה פרופ' לורינג ממכון סקריפס, שבו חוקרים השתמשו בשיטות חדשניות למדידת רמות הביטוי של כלל הגנים בתא, על מנת לאפיין קבוצות שונות של תאי גזע שנבחרו בקפידה. התאים כללו תאים פלוריפוטנטיים שלהם יכולות התמיינות בלתי מוגבלות ותאים מולטיפוטנטיים, שיכולים להתמיין לרפרטואר מוגבל יותר של סוגי תאים (כמו תאי גזע של מערכת העצבים). בנוסף אופיינו תאים ממוינים מתורמים ותאים ממוינים שנוצרו מתאים פלוריפוטנטיים.
לצורך ניתוח מעמיק של הנתונים, פותחו שיטות ביואינפורמטיות חדישות בקבוצתו של פרופ' רון שמיר בבית הספר למדעי המחשב ע”ש בלבטניק באוניברסיטת תל אביב, על ידי הדוקטורנט איגור אוליצקי. שיטות אלה שימשו לזיהוי תבניות ביטוי המאפיינות בצורה ייחודית תאי גזע פלוריפוטנטיים. החוקרים מצאו שתבניות אלה מאפיינות גם תאי גזע עובריים בעכבר וביציות אנושיות. בנוסף, השיטות שפותחו אפשרו לתאר את רשת החלבונים שפעילותה מזוהה עם יכולת התמיינות בלתי מוגבלת.
“ניתן לזהות רשת זו רק על ידי חיבור של כל חלקי הפאזל:” אומר פרופ' רון שמיר, “האוסף המגוון של סוגי התאים, המדידות המקיפות של רמות ביטוי הגנים בהם, והמידע הנרחב על קשרי חלבון-חלבון שהצטבר בקהילה המדעית. בשנים האחרונות אנו מפתחים שיטות חישוביות לניתוח משולב של נתונים מגוונים על כלל הגנים והחלבונים בתא. כאשר התאמנו שיטות אלה לצרכי הפרוייקט, קיבלנו את תמונת הרשת המאפיינת את התאים הפלוריפוטנטיים.”
בשלב הבא, החוקרים מתכוונות לחקור את מנגנון הבקרה על רשת החלבונים שנמצאה וכיצד ניתן להשתמש בה בשביל לקדם טיפול רפואי בבני אדם.
3 תגובות
שאלה טובה. ככה זה תמיד בהתחלה של תחום אבל אי אפשר לדרוש ניתוח לב בלי פתיחת החזה בלי שהיו אלפי ניתוחי לב פתוח (סתם דוגמה היפוטתית) בדיוק כמו שלא בונים היום בבת אחת מחשב חזק פי 10,000 ופותרים את כל הבעיות של שידרוגים, אלא נותנים לנו להזיע ולבזבז כסף דור אחר דור.
לגבי שמירת דם טבורי.
אם ניתן להרבות תאי גזע או שכבר יש תאי גזע בגוף האדם החי (בשיני בינה, או בעור, או בכל מקום אחר) אז למה בכל קופת חולים מפרסמים לקיחת דם עוברי תמורת כ 7,000 ש"ח? הרי עדיין לא יודעים מה לעשות עם תאי הגזע כשחולים, וכשידעו אז כנראה שכבר יוכלו ליצר תאי גזע.