חוקרים ממכון ויצמן בחנו את תהליכי ההתפתחות של שרירי הפנים בעוברים
בשלושה מאמרים שהתפרסמו באחרונה בכתב העת המדעי DEVELOPMENT פירסמו חברי קבוצת מחקר זו ממצאים חדשים ומפתיעים, המצביעים על קירבה התפתחותית בין חלק משרירי הפנים לבין התפתחות הלב. שרירי השלד ושריר הלב מתפתחים מתאים שמקורם ברקמה העוברית הנקראת מזודרם. מדובר בשלב התפתחותי מוקדם, שבו תאי הגזע “מקבלים החלטה” לאיזה סוג של תאים הם מתעתדים להתמיין. התאים בשלב הזה קרויים תאים מקדימים. כך, למשל, קיימים תאים מקדימי כליה, מקדימי לבלב, מקדימי שריר, ובין התאים מקדימי השריר אפשר להבחין בבירור בין תאים מקדימי שריר הלב (המצויים ברקמת מזודרם מסוימת בעובר), לבין תאים מקדימי שרירי פנים (המצויים ברקמת מזודרם אחרת).
במחקר הראשון בסדרה גילו המדענים, כי כאשר תאים מקדימי שרירי פנים “מוצאים מהקשרם” הטבעי בעובר, ומגודלים בתרבית תאים, הם הופכים לשריר לב ואף מתחילים לפעום כמוהו. ממצא זה תומך ברעיון, שקיימת תבנית התפתחותית – מעין “ברירת מחדל” – של תאים ברקמת המזודרם בעובר, שלפיה, בהיעדר הנחיות אחרות, התאים מתמיינים לשריר לב. עבודה נוספת שבוצעה במעבדתו של ד”ר צחור הראתה, שתאים מקדימי שרירי פנים מרקמת המזודרם העוברית מגיעים לאזורים מוגדרים בלב ומשתלבים בהם, בסמוך ליציאה של כלי הדם הגדולים (אבי העורקים ועורק הריאה). באיזור זה מתחוללים מומים מולדים באדם בשכיחות גבוהה יחסית. העובדה שבאחת מכמאה לידות מזוהה מום מסוים בלב, מקנה לממצא זה משמעות מיוחדת. בעבודה זו נמצא גם שחלבון מסוים, BMP4, ממלא תפקיד מכריע בהתמיינות של התאים מקדימי השריר בראש ובלב. תוספת של החלבון הזה בעוברי תרנגולת גרמה לתאים מקדימי שרירי פנים להפוך לתאים מקדימי שריר לב.
ממצאים מפתיעים התגלו גם בכיוון הנגדי. המחקר על תאים מקדימי שריר הלב התקדם בשנים האחרונות כחלק מהתפתחות הרפואה הרגנרטיבית (התחדשות רקמות). הלב, כמו המוח, נחשב באופן מסורתי לאיבר חסר יכולת התחדשות, או בעל יכולת התחדשות מוגבלת. לעומת זאת, שרירי השלד, ובהם שרירי הפנים, הם בעלי יכולת התחדשות יעילה ומוכחת. באחרונה התגלו תאים מקדימי שריר לב ברקמת המזודרם בעובר, המבטאים (מייצרים) חלבון מסוים הקרוי Islet-1, אשר קשור ליכולת התחדשות של תאים. תאים אלה, המגיעים אל הלב, נחשבים למעין “חיילי מילואים” של הלב, והם מתמקמים ומשתלבים באזורים שונים בלב. העובדה שתאים אלה מייצרים Islet-1 ושהם בעלי יכולת התחדשות, מעוררת תקוות רפואיות רבות.
ד”ר צחור וחברי קבוצת המחקר שהוא עומד בראשה סימנו תאי מקדימי שריר לב שמייצרים Islet-1, ברקמת המזודרם בעוברי עכבר ותרנגולת. מעקב אחר התאים האלה הראה, כי חלקם אכן מגיעים ללב ומשתלבים בו, וחלקם – באופן מפתיע – מגיעים לשרירי פנים מסוימים, ובמיוחד לשרירים האחראיים לפתיחת הלסת התחתונה, ותורמים להם. ממצא זה מצביע על קשר התפתחותי נוסף בין שרירי הפנים והלב. לתופעה זו יש שורשים אבולוציוניים קדומים. מתברר שבתולעים, שהן חסרות לב, שרירי הראש המשמשים לבליעה מתפקדים כלב. מעובדה זו עולה האפשרות, שהקשר בין התפתחות הלב ושרירי הראש הוא שריד אבולוציוני של תוכנית התפתחותית קדומה.תאים נוספים שממלאים תפקיד חשוב בהתפתחות הלב והפנים הם תאי הרכס העצבי (neural crest). תאים אלה, שמקורם ברקמה החיצונית בעובר (אקטודרם), הם בעלי יכולת התמיינות נרחבת. כשהם מגיעים אל הפנים, התאים האלה מתמיינים ויוצרים את רוב העצמות, הסחוס ורקמות החיבור, בעוד תאי המזודרם תורמים ליצירת השרירים.
מחקר נוסף שבוצע באחרונה במעבדתו של ד”ר צחור הראה, שתאי הרכס העצבי ממלאים תפקיד חשוב ביותר בבקרת תוכנית ההתמיינות וההכוונה של תאי המזודרם בדרכם להפוך לתאי שריר. למעשה, מתברר שתאי הרכס העצבי “מובילים” את תאי המזודרם למקומם המתאים בראש, ושם הם מורים להם להתחיל ולהתמיין לתאי שריר.”תהליכי ההתפתחות של הלב והפנים קשורים זה לזה”, אומר ד”ר צחור. “הם מקיימים ביניהם יחסי גומלין מורכבים, מדויקים ומתוזמנים, החיוניים להתנהלות התקינה של שניהם. היכולת שלנו לפענח את המרכיב המולקולרי שבבסיס התוכניות ההתפתחותיות האלה הוא המפתח להבנת הבסיס הגנטי והתאי של מומים מולדים רבים הפוגעים בלב ובפנים בעת ובעונה אחת”. הבנה כזאת עשויה לתרום, בעתיד, בין היתר, לפיתוח דרכים לטיפול במחלות ניוון שרירים הפוגעות בשריר הלב ובשרירי השלד כאחד.
למאמר קודם בנושא זה
תגובה אחת
אולי כדאי להזכיר שבעובר (האדם לפחות) התאים שמהם יתפתח הלב נמצאים בהתחלה מעל התאים שמהם יתפתח הראש. רק לאחר מכן יש קיפול שמביא אותם אל המקום שלהם נמוך יותר