חוקרות מאוניברסיטת חיפה מצאו כי הקולטן Notch אינו רק מקבל אותות מתאים אחרים, אלא גם מפעיל תאים שכנים ומסמן להם לבלוע תאים חיים. הממצא עשוי לשנות את ההבנה של מחלות הקשורות ל־Notch, ובהן סוגי סרטן.
במחקר חדש שנערך באוניברסיטת חיפה, ופורסם בכתב העת Nature Communications, נמצא כי מנגנון מרכזי בתקשורת בין תאים פועל אחרת מכפי שחשבו עד היום. הממצא עשוי להסביר מדוע טיפולים במחלות קשות, כולל מחלות סרטן, לא הובילו עד כה לתוצאות בולטות. במרכז המחקר עומד הקולטן Notch, חלבון מרכזי בתקשורת בין תאים, שכבר נקשר בעבר למחלות שונות, כולל סוגי סרטן. בניגוד להבנה המקובלת שלפיה פועל Notch רק כקולט אותות מתאים אחרים, הראו החוקרות כי הקולטן מסוגל לפעול גם כאות, אשר מפעיל תאים שכנים ואף מסמן להם לבלוע תאים חיים. מדובר בשינוי יסודי בתפיסה המדעית של פעילות Notch. "ייתכן והמנגנון החדש שמצאנו יכול לספק הסבר מדוע טיפולים שהתמקדו רק בפעילות בתוך התא לא הובילו עד כה לתוצאות בולטות, שכן הקולטן Notch פועל גם כאות לתאים שכנים ומשפיע על תאים שכנים", אמרה פרופ' הילה טולדנו מאוניברסיטת חיפה, מעורכות המחקר.
תקשורת בין תאית
תקשורת בין־תאית היא תהליך ביולוגי מרכזי שמאפשר לתאים להעביר מידע זה לזה ולתאם ביניהם פעילות מורכבת ברקמות ובאיברים. בתהליך זה "משדרים" התאים אותות מולקולריים שנקלטים על ידי תאים אחרים באמצעות קולטנים ייעודיים המצויים על פני ממברנת התא. כאשר אות כזה נקשר לקולטן הוא גורם לשינוי בפעילות התא הקולט ובכך משפיע על תפקודו, על מצבו ואף על גורלו. מנגנון זה חיוני לוויסות מדויק של תהליכים, כמו: התפתחות עוברית, התמיינות תאים ושמירה על איזון תקין ברקמות. אחד הקולטנים המרכזיים בתקשורת זו הוא הקולטן Notch, שהתגלה כבר לפני למעלה ממאה שנים בזבוב פירות. שיבושים במסלול זה בבני אדם נקשרו למגוון רחב של מחלות, ובהן סוגי סרטן, תסמונת אלג'יל ומחלת CADASIL. על רקע זה ביקשו הדוקטורנטיות היבא אבו רומי וניבין סרחאן, תלמידות מחקר במעבדתה של פרופ' הילה טולדנו מהמחלקה לביולוגיה של האדם באוניברסיטת חיפה, לבדוק אם הקולטן Notch פועל אך ורק כקולטן שמקבל אותות מתאים אחרים, או שהוא ממלא תפקיד נוסף בתקשורת בין תאים.
החוקרות השתמשו במודל מחקר של זבוב פירות, המאפשר לעקוב אחר תהליכים תאיים ברמת דיוק גבוהה. הן שילבו שיטות מתקדמות של הדמיה חיה, צביעות פלואורסצנטיות לזיהוי תאים חיים ומתים, ומניפולציות גנטיות שאפשרו להגביר או להפחית את רמות הביטוי של הקולטן Notch בתאים. כמו כן, הן השוו בין גרסאות שונות של החלבון, כולל כאלה שחסרות את החלק הפנימי האחראי לאיתות הקלאסי, ובחנו כיצד משפיעים שינויים אלה על התנהגות התאים.
תאי מערכת החיסון בולעים תאים סרטניים
מתוצאות המחקר עולה כי הקולטן Notch אינו פועל רק כקולט אותות, אלא גם כאות, שמפעיל תאים שכנים. נמצא כי Notch נקשר ישירות לקולטן בשם Draper בתאים סמוכים, וכך מפעיל תהליך שבו תאים אלו בולעים תאים חיים, בתהליך המכונה 'פגופטוזיס'. באופן מפתיע, התהליך אינו תלוי בפעילות האיתות הפנימית של Notch, אלא מתרחש גם כאשר חלק זה של החלבון אינו פעיל. מה שמראה כי פעילותו כאות לתאים שכנים אינה תלויה במנגנון האיתות המוכר של Notch. עוד נמצא במחקר כי העלאת רמות Notch בתאים הובילה לעלייה ניכרת במוות של תאים, בעוד שהפחתתו צמצמה את התהליך, וכי ללא הקולטן Draper התהליך אינו מתרחש כלל. ממצאים אלה מצביעים על שינוי יסודי בהבנת כיוון האיתות בין תאים. "הממצאים מציעים שינוי פרדיגמה בתקשורת בין־תאית ובפרשנות של מחלות הקשורות ל־Notch. אם מנגנון זה מתקיים גם במחלות הנגרמות ממוטציות ב־Notch ייתכן שטיפולים המתמקדים רק בפעילותו בתוך התא אינם יעילים ויש לבחון מחדש את כיוון האיתות ואת הקולטנים המעורבים במחלה", סיכמו החוקרות.
עוד בנושא באתר הידען:
