שיער

מדעני המכון שואפים לחשוף את קווי התקשורת שבהם מתנהל הדו-שיח של ההתפתחות העוברית, וכך לגלות מי מסייע לגידול הסרטני

זבובים ואנשים חולקים לא מעט מערכות ביולוגיות. למשל, הגנים אשר קובעים את סידור השערות האחראיות על חישת תנועה, המצויות על גוף זבוב הפירות (דרוזופילה), דומים לגנים בבעלי חוליות שאחראיים, בין היתר, על סידור תאי השערות באוזן הפנימית. שערות אלה ממלאות תפקיד מרכזי בחישת גלי קול.

“הקשר המפתיע הזה נובע מכך שהטבע פיתח את רוב הגנים הבסיסיים, הדרושים להתפתחות, רק פעם אחת”, אומרת ד”ר לילך גלבוע מהמחלקה לבקרה ביולוגית במכון ויצמן למדע. אחד השימושים של הדמיון הזה הוא שמדענים המתעניינים בגורמים לסוגים מסויימים של חירשות, הנגרמים מהתפתחות לא תקינה של שערות החישה באוזן, יכולים לבסס את מחקרם על מידע ממחקרים על התפתחות שערות החישה בזבובים.

פיענוח הגנום של זבוב הפירות, שהושלם לפני שנים אחדות, העניק למדענים כלי מחקרי חדש ורב-עוצמה: מאות זנים מוטנטים של זבובי פירות, שבכל אחד מהם הוצא גן אחר מכלל פעולה. “באמצעות מחקרים הכוללים כמאתיים זנים שונים של זבובים מוטנטים אנו יכולים לבחון את תפקידם של הגנים השונים בהתפתחות האיבר הנחקר – ולקבל תשובה תוך חודשיים”, אומרת ד”ר גלבוע.

האיבר אותו היא חוקרת הוא שחלות של זחלי זבוב הפירות. מחקריה משלבים שיטות מתקדמות מתחום ההנדסה הגנטית עם תצפיות ישירות על תאים בסביבתם הטבעית. ניסויים אלה מבוצעים בגוף החי, ומאפשרים לצפות בהשפעות של שינויים גנטיים המתחוללים בתאים מסוימים הן על התנהגות תאים אלה והן על תגובת התאים השכנים להם. מחקרים אלה יאפשרו לה לחשוף את העקרונות הבסיסיים השולטים בהתפתחות נורמלית של איברים שלמים. ממחקרים אלה ניתן להגיע לתובנות שלא ניתן להשיג באמצעות מחקר של תאים בודדים, משום שקיימים תהליכים ביולוגיים, כמו קביעת הגודל של אוכלוסיות תאים בתוך איבר, אשר נקבעים על-ידי תקשורת בין תאים רבים ולא ברמת התא הבודד. מחקרים נוספים שלה עוסקים בתאי הגזע בשחלה. מטרת מחקרים אלה היא להבין טוב יותר איך אוכלוסיית תאים זו נשמרת בשחלה. הבנה כזו עשויה לסייע, בעתיד, לשפר את היעילות של טיפולים רפואיים באמצעות השתלת תאי גזע.

במהלך ההתפתחות העוברית עוברים התאים תהליכים של התמיינות, שבמהלכם “מתמחים” התאים בפעילויות הייחודיות לרקמות השונות. אחת השאלות העיקריות שמעסיקות את ד”ר גלבוע קשורות לגלגוליו של “תא האב” העוברי, דרך תהליכי התפתחות והתמיינות, ועד לתא הבוגר. כיצד הופך סוג מסוים של תא לסוג אחר? ומצד שני, כיצד מצליחים תאים עובריים לשמור על התכונות העובריות, לעצור את תהליכי ההתמיינות, ולמנוע את התפתחותם לתאים ממוינים? במהלך התפתחותם של תאי הביצית, אותם חוקרת ד”ר גלבוע, נודדים תאי האב הקרויים “תאי נבט קדמוניים” לאזורים מיוחדים בשחלות, שם הם הופכים לתאי גזע של רבייה. ד”ר גלבוע וחברי קבוצת המחקר שלה חוקרים את ההבדלים בין שני שלבי ההתפתחות האלה בחיי תא הרבייה.

שני סוגי התאים אמנם דומים בכך שהם מעכבים את תהליכי ההתמיינות, אך קיים הבדל מהותי באופן בו הם מתחלקים: תאי הנבט הקדמוניים מתחלקים בצורה סימטרית (כלומר, יוצרים שני תאי-בת זהים), ואילו תאי גזע של רבייה מתחלקים באופן בלתי-סימטרי, כך שאחד משני תאי הבת שנוצרים בחלוקה מתמיין, ואילו השני נשאר תא גזע. הבדלים אלה בתכונות החלוקה נקבעים על-ידי הסביבה בה נמצאים שני סוגי התאים. סביבה זו כוללת תאים המסייעים לתאי הרבייה בבקרה על היבטים שונים של התפתחותם – לכן מוקדשת תשומת לב רבה להתפתחות התאים המסייעים וליחסי הגומלין ביניהם לבין תאי הרבייה.

כיצד מתפתחים התאים המסייעים האלה? איזה תפקידים הם ממלאים בחיי תא הנבט המתפתח? מסתבר, כי התהליך בו נוצר תא גזע של רבייה כרוך בעבודת צוות מתוזמרת היטב, וד”ר גלבוע עוקבת אחר המסרים שעוברים בין סוגים שונים של תאים מסייעים, וכן בין התאים העובריים לבין עצמם, אשר מכוונים את התפתחותם. באמצעות סריקה גנטית הצליחה ד”ר גלבוע לזהות כ-30 גנים המעורבים בהתפתחות השחלה. רבים מהגנים האלה אחראים על בקרת התאים המסייעים על תאי הרבייה בהיבטים שונים, הכוללים חלוקת התא ומניעת התמיינות.

בקרה לקויה על התמיינות וחלוקת תא קשורה באופן הדוק להתפתחות סרטן. ד”ר גלבוע סבורה, שתקלות בהעברת המסרים בין התאים המסייעים לבין תאי הגזע שבשחלות זבובי הפירות עשויות להצביע על הגורמים להתפתחות גידולים סרטניים.

לחלק מהגנים שזוהו בסריקה הגנטית יש גנים אנושיים מקבילים, שידוע כי הם קשורים להתפתחות סרטן באיברים שונים. רבים מהגנים המשתתפים בתהליכי ההתפתחות העוברית התקינה עלולים לגרום להתפתחות סרטן כאשר חלה תקלה בפעילותם הנורמלית, כך שבעצם ניתן להתייחס לצמיחתו של גידול סרטני כאל תהליך התפתחותי לקוי, שיצא מכלל שליטה. גם לתאים הסרטניים יש קווי תקשורת עם הסביבה הקרובה, הגורמים לסביבה לתמוך בהם. לכן, חשיפת קווי התקשורת האחראים לדו-שיח המלווה את תהליך ההתפתחות הנורמלי תסייע למדענים להבין כיצד תאים מסוימים מסייעים לגידול הסרטני.

שאלה נוספת שמעסיקה את ד”ר גלבוע היא, כיצד שומרים הזחלים המתפתחים על מלאי תקין של תאי נבט קדמוניים ותאי גזע של רבייה, ומווסתים את כמותם כך שלא תעלה על המספר הרצוי. שאלה זו נוגעת בעקרון יסוד של כל יצור חי – שמירת האיזון הפנימי (הומיאוסטזיס). במחקריה זיהתה ד”ר גלבוע מנגנון היזון חוזר המסייע בשמירת הכמות הנכונה של שני סוגי התאים. הבנה טובה יותר של האופן בו מבוקרת כמותם של תאים שונים עשויה להעניק לחוקרים רמזים לפתרון אחת התעלומות הגדולות של מדעי ההתפתחות – כיצד נקבע גודל האיברים.

“בנוסף”, אומרת גלבוע, “ההבנה הזאת עשויה להיות חיונית לצורך תכנון טיפולים יעילים באמצעות תאי גזע”. עד היום לא הצליחו המדענים לממש את הפוטנציאל הרפואי של תאי הגזע, וברוב המקרים התאים המושתלים מתים. ד”ר גלבוע סבורה, שאחת הסיבות לכך היא המנגנונים המווסתים את גודל האיבר ואת זהות התאים שבו. אם יצליחו המדענים להבין כיצד “לכוון” מחדש את אותם מנגנונים, ייתכן שיצליחו להתגבר על המחסום, ולשפר בכך את סיכויי הקליטה של תאי הגזע המושתלים בגוף החולה.

אישי

ד”ר לילך גלבוע נולדה בנתניה וגדלה בחופית. היא תמיד ידעה שתעסוק במדע, ובחרה ללמוד באוניברסיטת תל-אביב כדי לשלב קורסים במדעי הרוח, בנוסף על המחקר המדעי. היא מתעניינת במיוחד בהיסטוריה של המדע, ובזמנה הפנוי, בין ניהול המעבדה לניהול חיי המשפחה, אוהבת לקרוא ספרים בתחום.

לאחר מחקר בתר-דוקטוריאלי בבית-הספר לרפואה של אוניברסיטת ניו-יורק חזרה לארץ והצטרפה, כחוקרת בכירה, למחלקה לבקרה ביולוגית במכון ויצמן למדע. “מכון ויצמן למדע איפשר לי לחזור לישראל בלי להתפשר על רמת המחקר המדעי שלי. בינתיים אני מרוצה מאוד – נתנו לי את כל האמצעים הדרושים לי למחקר, כך שהצלחתו תלויה, כרגע, רק בי”.