אילו תנאים דרושים כדי להפוך תאי גזע עובריים לתאי מוח, כבד ושריר הלב
לפני כשנה וחצי העניק כתב העת “”Science את תואר תגלית השנה למחקר בתחום תאי הגזע העובריים מאדם. תאים אלה מופקים מעוברים צעירים המצויים בשלב התפתחותי ראשוני ביותר, עוד לפני ההשרשה ברחם. הם עדיין לא עברו התמיינות לרקמות הגוף השונות, ומניחים כיום שלתאים אלה הפוטנציאל להתמיין ולרכוש תכונות של מגוון רקמות.
פרופ' נסים בנבניסטי, מהמחלקה לגנטיקה באוניברסיטה העברית, חוקר את תאי הגזע העובריים מאדם, ואת התנאים הסביבתיים המאפשרים להם להתמיין ולהפוך לתא בעל תכונות של רקמה ספציפית.
“תא גזע עוברי מסוגל להפוך לתא שריר, תא כבד, תא עצב, וסוגי תאים אחרים”, אומר פרופ' בנבניסטי, “וככל הנראה, הרכב המולקולות בסביבת העובר המתפתח הוא זה שמכתיב ומכוון את התמיינות התאים הללו לרקמות הגוף השונות”.
פרופ' בנבניסטי עקב אחרי ההתמיינות הספונטנית של תא הגזע העוברי בתנאי מעבדה. התאים גודלו בתחילה בצלחות תרבית, ולאחר מכן בתרחיף, עד להיווצרות “גופיפים-עוברים” המכילים מספר רב של תאים. “בוקר אחד ניגשנו לתרביות”, מספר בנבניסטי, “וגילינו בהתרגשות גדולה שחלק מתאי ה'גופיף העוברי' התחילו לפעום יחד. מדובר, כמובן, בתאי שריר לב, ומה שראינו בצלחת היו תאי הלב האנושי בשלב התפתחותי מוקדם”.
על סמך סמנים מוכרים נערך סיווג רקמתי לתאי ה”גופיף העוברי”, ובנוסף לתאי שריר הלב זוהו תאים מיותר מעשר רקמות, כולל תאי עצב, כליה, לבלב, סחוס, תאי כבד ותאי דם.
הרקמות הראשונות של האדם מתפתחות בשלבים מוקדמים מאוד של חיי העובר, וגידול תאי הגזע העובריים בתרבית מאפשר, בין היתר, לחקור את שלבי ההתפתחות הללו ולנסות להבין גם את הגורמים ל”הפלות ספונטניות” המתרחשות בכ-%20 מההריונות.
לפני כמה חודשים פנו שמונים חתני פרס נובל לנשיא גורג' בוש בבקשה שיממן מחקר בתאי גזע עובריים מאדם. בטווח הארוך, הם טוענים, השתלות של תאי הגזע יהיו טיפול למחלות רבות, ואולי גם ישמשו תחליף, במקרים מסוימים, להשתלות איברים.
“במקום הזרקת אינסולין לחולי סוכרת קשים”, אומר פרופסור בנבניסטי, “נשתיל להם תאי לבלב שמקורם בתאי גזע עובריים שגודלו בתרבית. ובחולי פרקינסון, בנוסף למתן תרופות המפצות על חסר תאי העצב במוח, נשתיל גם תאים בריאים שמקורם גם כן בתאי גזע עובריים”.
כדי להפיק תאי עצב או לבלב בריאים יצטרכו החוקרים לקחת תאי גזע ולגרום להם להתמיין ספציפית לתאי הרקמה המבוקשת. החלבונים העיקריים שמכוונים את התמיינות התאים לרקמות השונות נקראים פקטורי גדילה, ורבים מהם מוכרים כבר יותר משני עשורים. הריכוזים השונים של פקטורי הגדילה בסביבת העובר מבטיחים את התמיינות תאי הגזע לרקמות הגוף והיווצרות האדם השלם.
פרופ' בנבניסטי ותלמידי המחקר שלו, בשיתוף עם פרופ' יוסף איצקוביץ מבית החולים רמב”ם, בדקו את ההשפעה של שמונה פקטורי גדילה מרכזיים על התמיינות תאי גזע בתרבית. בסביבה עם ריכוז גבוה של פקטור גדילה עצבי, למשל, תאי הגזע התמיינו ל”גופיף עוברי” ש-%55 מהתאים שלו זוהו כתאי עצב. על מנת לבצע השתלת תאי עצב דרושה אוכלוסיית תאים הומוגנית, ש-%100 מהתאים שלה הם תאי עצב, ולכן מבוצע סינון של התאים המבוקשים מכלל התאים בתרבית. תאי העצב נצבעים בעזרת סמן פלורסצנטי ספציפי, ובעזרת טכנולוגיה מתקדמת מבוצע “דיג” של התאים הצבועים. בסופו של הניסוי תתקבל תרבית המכילה אך ורק תאי עצב.
באותו אופן מנסה בנבניסטי להגדיר את המינונים ואת סוגי פקטורי הגדילה הדרושים כדי לגדל בתרבית תאי לבלב, כבד, שריר, וסוגי תאים נוספים. השתלת תאים אלה בגופם של חולים הוא מהלך נועז המחייב התמודדות עם הבעיה המרכזית שעמה מתמודדים הרופאים לאחר השתלות איברים: התגובה החיסונית של הגוף לשתל. במקרים רבים מערכת החיסון מזהה את השתל כפולש זר, תוקפת אותו, והחולה יכול למות כתוצאה מדחיית השתל ותופעות הלוואי שלה. “כדי לפתור את הבעיה החיסונית עקב השתלת תאים”, אומר בנבניסטי, “ייצרו בעתיד תאי גזע שמקורם בחולה עצמו” תא יילקח מהחולה המועמד להשתלה, ולאחר פירוקו במעבדה יוחדר החומר התורשתי שלו לתוך ביצית. הביצית המופרית תתחלק באופן ספונטני, וחלק מתאי הגזע שייווצרו יכילו מטען גנטי זהה לזה הקיים בתאי הגוף של החולה. תאי הגזע המתאימים יגודלו בתרבית, ובעזרת פקטורי הגדילה תווסת ההתמיינות שלהם. “אם מדובר בהשתלת תאי כבד, נוסיף לתרבית את פקטורי הגדילה הרלוונטיים, במינון המתאים, ונגרום לתאי הגזע להתחלק ולהפוך לתאי כבד”, אומר בנבניסטי. “אם מדובר בתאי עצב, נוסיף לתרבית פקטורי גדילה אחרים ונגרום להתמיינות בכיוון של תאי עצב”. לאחר מכן יושתלו התאים בגופו של החולה. התקווה היא שמערכת החיסון תתייחס אליהם כפי שהיא מתייחסת לתאי הגוף המקוריים.
