חוקרי קיימברידג’ יצרו “המטואידים”, מבנים המתארגנים באופן עצמאי מתאי גזע שמחקים את שלבי ההתפתחות המוקדמים, כולל תאי־אב דם ותאי לב פועמים
מדעני אוניברסיטת קיימברידג’ יצרו במעבדה מבנים תלת־ממדיים “דמויי־עובר” מתאי גזע אנושיים המשחזרים היבטים מסוימים של ראשית ההתפתחות האנושית — כולל יצירת תאי־אב של דם. תאי־אב של דם (Hematopoietic stem cells) הם תאים בלתי־בשלים היכולים להתפתח לכל סוגי תאי הדם: כדוריות אדומות הנושאות חמצן וסוגים שונים של תאי דם לבנים החיוניים למערכת החיסון.
המבנים, שקיבלו את השם “המטואידים"(Hematoids) , הם מבנים המתמיינים באופן עצמאי, שמתחילים לייצר דם לאחר כשבועיים של התפתחות במעבדה — בדומה למסלול ההתפתחות בעוברים אנושיים. עם זאת, הם שונים מעוברים אנושיים אמיתיים במובנים רבים, ואינם יכולים להתפתח לעובר: חסרות להם רקמות עובריות מסוימות וכן שק החלמון והשליה הדרושים להמשך ההתפתחות.
להמטואידים פוטנציאל מרתק להבנת היווצרות הדם בשלבים המוקדמים של ההתפתחות האנושית, להדמיה של הפרעות דם כגון לוקמיה, ולייצור תאי־אב דם מאריכי־חיים להשתלות. את תאי הגזע האנושיים המשמשים להפקת המטואידים ניתן ליצור מכל תא בגוף, ולכן לשיטה יש פוטנציאל משמעותי לרפואה מותאמת אישית בעתיד, באמצעות ייצור דם התואם במלואו לגוף המטופל.
בעוד שקיימות שיטות אחרות ליצירת תאי־אב דם אנושיים במעבדה, הן דורשות “קוקטייל” של חלבונים חיצוניים לתמיכה בצמיחת התאים ובהתפתחותם. השיטה החדשה מחקה את התהליך הטבעי: מודל אנושי דמוי־עובר, שבו סביבת התאים הפנימית היא שמניעה את היווצרות תאי הדם ותאי לב פועמים — באותה המערכת.
הממצאים פורסמו היום ב־Cell Reports. זה היה רגע מרגש כשצבע אדום של דם הופיע בצלוחית — ניתן היה לראות זאת בעין בלתי־מזוינת,” אמר ד”ר ג’יטש ניופאן (Jitesh Neupane) , חוקר במכון גורדון של אוניברסיטת קיימברידג’ והמחבר הראשון של המחקר. “המודל החדש שלנו מחקה את התפתחות הדם העוברי האנושי במעבדה. הוא שופך אור על האופן שבו תאי דם נוצרים באופן טבעי במהלך האמבריוגנזה האנושית, ופותח פתח להתקדמות רפואית בבדיקת תרופות, בחקר התפתחות מוקדמת של דם ומערכת החיסון, ובניסיון לריפוי מחלות דם כגון לוקמיה.” פרופ’ עזים סוראני (Azim Surani) , חוקר בכיר, הוסיף: “זהו כלי עוצמתי לחקר התפתחות הדם בעובר האנושי המוקדם. אף שאנו בשלבים ראשוניים, היכולת לייצר תאי דם אנושיים במעבדה היא צעד משמעותי לקראת רפואה משקמת המשתמשת בתאי המטופל לשיקום והתחדשות רקמות.” ד”ר ג’רלדין ג’ואט, חוקרת ומחברת- שותפה ראשונה, ציינה: “ההמטואידים לוכדים את ‘הגל השני’ של התפתחות הדם, שיכול להוביל לתאי חיסון מתמחים או לתאי לימפה אדפטיביים כמו תאי T — פותח אפיקים מרגשים להבנת תהליך התפתחות דם בריאה או סרטנית.”
המודל האנושי דמוי־העובר מדמה את שינויי התאים בשלב מוקדם מאוד של ההתפתחות, שבו מתחילות להתעצב המערכות והאיברים, לרבות מערכת הדם. תצפיות במיקרוסקופ הראו כי עד היום השני ההמטואידים התארגנו מעצמם לשלוש שכבות הנבט — אקטודרם, מזודרם ואנדודרם — אבני הבניין של תכנית הגוף האנושית, החיוניות לעיצוב כל איבר ורקמה, כולל דם. עד היום השמיני הופיעו תאי לב פועמים, אשר בעובר מתפתח יולידו את הלב. עד היום השלושה־עשר נצפו כתמים אדומים של דם בהמטואידים. החוקרים גם הדגימו שתאי־אב הדם בהמטואידים יכולים להתמיין לסוגים שונים של תאי דם, כולל תאי חיסון מתמחים כמו תאי T.
מודלים שמקורם בתאי גזע הם קריטיים לקידום ההבנה שלנו של ההתפתחות האנושית המוקדמת. תאי הדם בהמטואידים מגיעים לשלב המקביל בקירוב לשבוע 4–5 בהתפתחות העובר האנושי — שלב שאינו ניתן לצפייה ישירה בעובר אמיתי, שכן בשלב זה הוא כבר מושתל ברחם. קיימות תקנות ברורות המסדירות מודלים עובריים מבוססי תאי גזע, וכל מחקר בתחום זה חייב לקבל אישור ועדות אתיקה. המחקר הנוכחי אושר כנדרש ופורסם לאחר ביקורת עמיתים.
החוקרים רשמו פטנט על העבודה באמצעותCambridge Enterprise , זרוע החדשנות של אוניברסיטת קיימברידג’ המסייעת לתרגם מחקר להשפעה כלכלית וחברתית רחבת־היקף.
למאמר המדעי: A post-implantation model of human embryo development includes a definitive hematopoietic niche
עוד בנושא באתר הידען:
