‫דוח מיוחד: עתיד הרפואה – להגביר את יכולת הריפוי של הגוף‬

בשנים האחרונות חלה התקדמות ניכרת בהחלפת רקמת לב פגועה ובבנייה מחדש של שרירים. נוסף על כך, חוקרים מצויים בשלבים הראשונים של פיתוח תאי עצב חדשים. מקצת החידושים יכולים להגיח מן המעבדה כטיפול רפואי כבר בעוד כמה שנים, אחרים בעוד כמה עשורים, וייתכן שאחדים מהם אף ייכשלו בסופו של דבר. לפניכם כמה מן החידושים המבטיחים ביותר.

הכבד הוא איבר ייחודי בין איברי הגוף הגדולים באדם מפני שיש לו יכולת מופלאה להחלים מפגיעות. אדם יכול לאבד חלק ניכר מן הכבד שלו בתאונה או בניתוח, אך כל עוד לפחות רבע מן הכבד נשאר ללא פגע וחופשי יחסית מצלקות, הוא יכול לחדש את עצמו ולשוב לגודלו המקורי ולפעילות מלאה. למרבה הצער, יכולת שחזור עצמי כזאת אינה מאפיינת חלקי גוף אחרים. סלמנדרה יכולה להצמיח מחדש את זנבה, אך אדם אינו יכול לגדל רגל שנקטעה או לחדש אזורים במוח שאבדו במחלת אלצהיימר. כדי שזה יתאפשר בני אדם זקוקים לעזרה, וזוהי ההבטחה של תחום מחקר חדש ומתפתח: רפואה מחדשת רקמות.

תאי גזע, שהם תאי אב המסוגלים לייצר מגוון רקמות, ממלאים תפקיד חשוב בתחום החדש. מדענים לומדים כיצד לערבב בליל של מולקולות סוכר, חלבונים וסיבים כדי ליצור סביבה שבה יתפתחו תאי גזע לכדי רקמה חלופית. כפי שמראות הכתבות הבאות, חלה התקדמות ניכרת בהחלפת רקמת לב פגועה ובבנייה מחדש של שרירים. נוסף על כך, חוקרים מצויים בשלבים הראשונים של פיתוח תאי עצב חדשים. מקצת החידושים יכולים להגיח מן המעבדה כטיפול רפואי כבר בעוד כמה שנים, אחרים בעוד כמה עשורים, וייתכן שאחדים מהם אף ייכשלו בסופו של דבר. לפניכם כמה מן החידושים המבטיחים ביותר.

בלב שלם / פֶריס ג’אבר

תאי גזע עשויים לשנות את דרך הטיפול של רופאים בכשל לבבי

בתחילת 2009 קנה מייק ג’ונס עיתון בחנות בלואיסוויל שבקנטאקי וקרא על רופא מקומי שרצה לנסות משהו חסר תקדים: לרפא לב חולה באמצעות תאי גזע שיופקו מן המטופל עצמו ויגודלו בתרבית. תאי גזע הם תאים לא בוגרים בעלי יכולת לחדש רקמות. ג’ונס, שהיה אז בן 65, סבל מאי-ספיקת לב, כלומר לבו לא שאב דם ביעילות. הוא יצר קשר עם הרופא, רוברטו בּוֹלי מאוניברסיטת לואיסוויל, וביולי באותה השנה היה ג’ונס לאדם הראשון בעולם שקיבל עירוי של תאי גזע לבביים שלו עצמו.

לפני הטיפול ג’ונס בקושי הצליח לעלות במדרגות. היום הוא חזק דיו כדי לחטוב עצים לאח ולפנות גזעי עצים שנפלו באחוזתו, ששטחה 36 דונמים. כמות הדם שהלב פולט מחדרי הלב בכל התכווצות, או “מקטע הפליטה” שלו, עלתה מ-20% ל-40% בשנתיים שלאחר הניסוי. זהו אחוז נמוך מן הערך התקין (שהוא 50% עד 70%), אך זה עדיין שיפור דרמטי.

מאז השתפר באופן דומה מצבם של מאות חולים נוספים שסבלו מנזק לבבי ורופאים הזריקו להם תאי גזע שהופקו מלבם שלהם או ממוח העצם שלהם וכן תאי גזע שמקורם בתורמים זרים. חוקרים סבורים שתאי הגזע בונים רקמה חדשה ומעודדים תאים אחרים להתחלק. אבל שאלות חשובות רבות נשארו ללא מענה. מדענים טרם גילו אילו מסוגי תאי הגזע השונים פועל באופן המיטבי וכיצד בדיוק להכין את התאים לקראת הטיפול, אך ידע חדש נרכש במהירות. “אני סבור שאנחנו בפתחה של אחת המהפכות הרפואיות הגדולות בדורנו,” אומר בּוֹלי. “אנחנו עדיין צריכים ללמוד כיצד להשתמש בתאים האלה כהלכה, אבל זה כבר ממשי. בעתיד נפיק את תאי הגזע שלנו עצמנו, נגדל אותם ונשמור אותם במקפיא עד שנזדקק להם.”

לתקן את המשאבה

בארבעים השנים האחרונות ראו המדענים בלב משאבה חיה רבת עוצמה אך פגיעה. מאחר שנראה שהלב הבוגר אינו מסוגל לחדש את תאיו, הסיקו החוקרים שכל מוות של תאים מחליש אותו ללא תקנה. ואולם, מפעם לפעם צפו מדענים במיקרוסקופ בתאי לב בוגרים שהתחלקו. תיארוך פחמן של רקמות לב משומרות אימת את ההשערה שהלב הבוגר מחליף את תאיו במהלך החיים, אף שקצב ההחלפה אִטי מזה שבמעיים ובעור. ביולוגים מעריכים כעת שהלב מחליף אחוז אחד או יותר מ-5-4 מיליארד תאי השריר הלבביים מדי שנה בשנה. חוקרים גם גילו שהתאים החדשים נוצרים מחלוקה של תאי לב בוגרים ושל תאי גזע בלב.

תאי הגזע המקומיים האלה מאפשרים ללב לתקן את עצמו תיקונים קטנים. לאחר התקף לב, למשל, תאי גזע לבביים מבשילים לתאי לב חדשים ומעודדים תאים קיימים להתחלק. אבל התיקון העצמי הזה נמשך רק שבוע או שבועיים, זמן קצר מכדי להחליף את מיליארד התאים ויותר שנפגעים בהתקף לב טיפוסי. התוצאה היא אזור גדול של רקמת צלקת חסרת גמישות. בדיוק כפי שנוצרת בליטה באזור הפגום בצמיג מכונית, כך מתנפח הלב באזור הצלקת. הלב, שהיה לפני כן איבר אליפטי ויעיל, הופך למשאבה רופסת ולא יעילה.

טיפול בתאי גזע מספק ללב כמות עצומה של תאי התיקון שלו עצמו. מחקרים בבעלי חיים מראים שמקצת התאים המוזרקים מבשילים לתאים בוגרים, אך הרוב מתים בתוך ימים מעטים. לפני מותם מפרישים התאים תערובת של חלבונים המעודדים תאי לב בריאים להתרבות וכן אנזימים ששוברים את סיבי הקוֹלַגֶן ברקמת הצלקת, ומפנים דרך לתאי שריר לב חדשים.

עד כה השלימו חוקרים רק מחקרים מעטים ומצומצמים בבני אדם. בּוֹלי ועמיתיו הוציאו פיסה קטנה של רקמת לב מ-23 חולים בעלי נזק או כשל לבבי, ובהם ג’ונס. החוקרים טיפחו גינות קטנות של תאי לב בצלחות פטרי וניפו את תאי הגזע בעזרת החלבון c-kit, המשמש סמן ספציפי של תאי גזע. אחר כך הם אפשרו לתאי הגזע לייצר מיליוני עותקים של עצמם.

אחרי כן קיבלו 16 חולים מיליון תאי גזע לבביים דרך צנתר שהוחדר לעורק הלבבי, ו-7 חולים קיבלו טיפול סטנדרטי (בעיקר חוסמי ביתא ומְשַתנים). כעבור ארבעה חודשים השתפר מקטע הפליטה של החולים שקיבלו תאי גזע מ-30.3% בממוצע ל-38.5% בממוצע, ואילו אצל החולים שקיבלו טיפול סטנדרטי לא חל שיפור (שינוי מזערי מ-30.1% ל-30.2%). כעבור שנה ממועד הטיפול קטן משקלה הממוצע של רקמת הצלקת בחולים שקיבלו תאי גזע ב-30%.

בניסוי דומה טיפלו אדוארדו מַרבַּן ממכון הלב סידַרְס-סיני בלוס אנג’לס ועמיתיו ב-17 חולים באמצעות תאי הגזע שלהם עצמם וב-8 חולים בטיפול סטנדרטי. מַרבַּן וצוותו השתמשו במלקחיים בעלי שלט רחוק כדי לצבוט ולהוציא גרגר קטן של רקמת לב לצורך גידולה במעבדה. שלא כמו בּוֹלי, שחילץ בעיקר תאי גזע “אמיתיים” שביטאו את החלבון c-kit מתרביות התאים שלו, מרבן הפיק תערובת מגוונת של תאים, מקצתם בעלי יכולת התמיינות מוגבלת יותר. חולים שקיבלו את הטיפול הסטנדרטי לא הראו שינוי גדול מבחינה סטטיסטית בגודל רקמת הצלקת או רקמת הלב הבריאה, ואילו בקרב חולים שטופלו בתאי גזע נרשמו ירידה של 42% בגודל הצלקת ועלייה של 13 גרם ברקמת הלב הבריאה במהלך שנה אחת, אף שמקטע הפליטה שלהם כמעט לא השתפר.

חוקרים אחרים ניסו לטפל בכשל לבבי בעזרת תאים המכונים תאי גזע מֶזֶנְכימַליים, שמקורם במוח העצם. תאים אלו מעוררים עניין משום שהסיכוי שלהם להפוך לסרטניים פחות מזה של תאי גזע אחרים. תאי הגזע האלה מפרישים גורמי גדילה המעודדים תאים סמוכים להתרבות, והם גם יכולים להפוך לתאי שריר לב בתנאים הנכונים. תוצאות המחקרים עד כה אינן עקיבות: מצבם של מקצת המטופלים השתפר בבירור, ואילו אצל אחרים לא נצפו כמעט שינויים חיוביים.

ג’ושוע האר מאוניברסיטת מיאמי תהה אם חולי לב יצליחו לקלוט תאי גזע ממוח עצם של תורם, או שהם ידחו אותם כתאים זרים. האר הזריק ל-15 חולים את תאי הגזע ממוח העצם שלהם עצמם, ול-15 אחרים הזריק תאים מתורמים. כעבור 13 חודשים איש לא דחה את התאים המושתלים, ורקמת הצלקת הצטמקה ביותר משליש בשתי הקבוצות. עבור חולים מבוגרים תאי גזע של תורמים צעירים עשויים להיות מוצלחים יותר מתאי גזע עצמיים, משום שתאים צעירים טרם עברו בלאי ניכר.

“עד כה לא הייתה לנו דרך לסלק את הצלקת הנוצרת לאחר התקף לב,” אומר האר. “הפחתת ההצטלקות והחלפת הצלקת ברקמה חדשה הן פריצת הדרך שחיכינו לה. אני סבור שהיא תשנה את הטיפול בכשל לבבי.”

דבק כתרופת פלא / כריסטין גוֹרמן

גידול מחדש של שרירים, גידים ואפילו איברים עשוי להתאפשר בעזרת דבק שמפיק הגוף עצמו

שנים היו הביולוגים ממוקדים כל כך במנגנוני הפעילות של התאים עד שהתעלמו כמעט לגמרי מן ה”דבק” המחזיק את התאים יחדיו בגוף האדם או בבעלי חיים אחרים. מרגע שחוקרים החלו לחקור את צפונות החומר הבין-תאי, הקרוי משתית (מטריצה) חוץ-תאית, הם הבינו עד כמה הוא דינמי. לא די בכך שהמשתית הזנוחה מספקת את הפיגום הביולוגי הנחוץ כדי לשמור על הרקמות ועל האיברים ולמנוע את התפרקותם לשלולית צמיגה, אלא היא גם משגרת אותות כימיים שבין השאר עוזרים לגוף להחלים.

תובנות אלו הניעו חוקרים לפתח כעת גישה חדשה להנדסת רקמות שבה כוחות השיקום של הפיגומים הטבעיים שלנו ממלאים את התפקיד הראשי. הרעיון הוא להפיק משתית חוץ-תאית מבעלי חיים, כגון חזירים, ולהשתיל אותה בחולים הסובלים מפגיעה פנימית חמורה (אחרי שמנטרלים כמובן את מרכיבי מערכת החיסון של המטופלים כדי שלא יעוררו מתקפה הרסנית נגד החומר המושתל). הפיגומים החדשים אמורים להפיץ מולקולות שימשכו אליהן תאי גזע מתמחים למחצה מאזורים אחרים בגוף כדי למלא את התפקידים השונים ולהתמיין בדיוק לסוג הרקמה שאמור להיות במקום. בסופו של דבר, גם הפיגום המושתל יוחלף בחלבונים ובסיבים אנושיים וכך יימחה זכר חיות המשק שמהן הופק.

חוקרים הופכים חזון זה למציאות בקצב מהיר עד להדהים. לפני פחות מעשר שנים החלו מנתחים להשתמש במשתית חוץ-תאית כדי לתקן בקע בטני (הֶרניה), שנגרם באזורי חולשה בשרירים וברקמה התומכת העוטפים את המעיים. כיום הם מנסים לגדל גידים בתוך הגוף, ובעתיד הלא מאוד רחוק הם מקווים להפוך חידוש של קבוצות שרירים עיקריות ואפילו של איברים להליך יום-יומי. שלא במפתיע, משרד ההגנה האמריקני, שפיתח מומחיות קודרת בטיפול בחיילים פצועים שבחזותיהם, בזרועותיהם או ברגליהם נפערו חורים מפגיעת מטעני נפץ בעירק או באפגניסטן, השקיע עשרות מיליוני דולרים ברבים מן המחקרים האלה.

הצטלקות לעומת התחדשות

אחד החוקרים הניצבים בעמדה מוצלחת במיוחד כדי לקדם את התחום הוא סטיבן בַּדילַק, סגן מנהל מכון מק’גוֹאַן לרפואה מחדשת רקמות באוניברסיטת פיטסבורג. בַּדילַק החל את הקריירה שלו כווטרינר, אחר כך השלים דוקטורט בפתולוגיה ולבסוף תואר ברפואה. “זו לא הדרך המעשית ביותר ללמוד,” הוא אומר, “אלא אם כן אתה מוכן לעמוד בחוב עצום על שכר הלימוד.”

בַּדילַק סבור שלמשתית החוץ-תאית יהיה בעתיד יתרון, בייחוד בטיפול בנפגעי פצצות. גוף היונקים, הוא אומר, מוגבל בדרכים שבהן הוא מסוגל להגיב על פציעות. פצעים קטנים, כמו חתך מנייר, נעלמים לאחר שתאים דלקתיים מציפים את האזור, לוחמים בזיהום ומסירים רקמות פגועות. זמן קצר אחר כך יש התחדשות מלאה של עור תקין (לא מצולק). חיילים שנפגעו מפצצות, לעומת זאת, עשויים לאבד 20% עד 80% מן המסה של קבוצת שרירים מסוימת. במקרים כה חמורים, אומרים החוקרים, הגוף אינו יכול לשקם את הרקמה, והחלל שנפער מתמלא ברקמה צלקתית דחוסה, שאמנם מחברת את חלקי הרקמה שנשארו, אך גם מביאה לידי אבדן פעילות. במקרים אלו האפשרות הטובה ביותר עשויה להיות קטיעת הגף והתאמת תותבת שתספק טווח תנועה גדול יותר.

בַּדילַק ועמיתיו משתמשים כעת במשתית חוץ-תאית כדי לטפל ב-80 חולים כאלה, הסובלים מפציעות שרירים חמורות שהתרחשו לפחות חצי שנה לפני תחילת הטיפול. לאחר משטר קפדני של פיזיותרפיה, שנועד לוודא שהגוף חידש את כמות השריר המרבית האפשרית בכוחות עצמו, המנתחים פותחים מחדש את הפצעים הישנים, מסלקים את רקמת הצלקת שנוצרה, מחדירים פנימה את הפיגום הביולוגי ומחברים אותו לרקמות הבריאות הסמוכות.

התוצאות הראשוניות מבטיחות, אומר וטרינר-רופא-מהנדס הרקמות. ביופסיות של שרירים שעברו טיפול כזה מראות שינויים ביוכימיים דומים לאלה שראו חוקרים כשפיתחו את השיטה בבעלי חיים. אם הכול יתנהל כשורה, בַּדילַק מקווה לפרסם ממצאים מחמשת החולים הראשונים בקיץ 2013.

פתרון מתוק להחלפת איברים / קתרין הרמון

כדי לבנות איברים גדולים שפועלים כהלכה על המדענים למצוא דרך לשזור בהם כלי דם

קהל המאזינים והצופים של הרצאות TED מורגל להיות מופתע מחידושים טכנולוגיים, אבל הרצאתו של אנתוני אַטַאלָה מן המכון לרפואה של התחדשות רקמות על שם וֶייק פוֹרֶסט הדהימה אפילו אותם. מאחורי אטאלה, נסתרים מעיני הקהל בתחילת ההרצאה, ניצבו כל מיני בקבוקונים וזרבוביות והמהמו בפעילות מסתורית. ואז, לאחר כשני שלישים של ההרצאה, התמקדה המצלמה בקרבי המכונה והראתה כיצד היא מבצעת תנועות אריגה, הלוך ושוב, מניחה תאים חיים שגודלו בתרבית במעבדה שכבה-שכבה על פני משטח מרכזי, על פי הוראות דיגיטליות תלת-ממדיות מדויקות. התהליך, המכונה הדפסה תלת-ממדית, מדמה את פעולתן של מדפסות הזרקת דיו, אלא שבמקום דיו משתמשת המדפסת בתמיסה של תאים חיים. בסופו של תהליך “הדפיסה” המכונה של אטאלה, שכבה אחר שכבה, כליה בגודל טבעי שעשויה מתאי אדם, ממש כמו שמדפסת תלת-ממדית אישית יכולה לנפק, נאמר, חלק חילוף למכונת קפה.

דרך מהירה וישירה לייצר איברים היא פיתוח מבורך בשביל יותר מ-105,000 אמריקנים המחכים לתרומות איברים. אבל הכליה המתוכנתת שהציג אטאלה לפני שנתיים לא התאימה להשתלה. חסרו בה שני מרכיבים מכריעים: כלי דם פעילים וצינורות לאיסוף השתן. בלעדיהם או בלי תעלות פנימיות אחרות, התאים בשכבות הפנימיות של איברים גדולים כמו הכליה אינם יכולים לקבל חמצן וחומרי מזון הכרחיים, או לסלק חומרי פסולת רעילים, והם נידונים למיתה מהירה. מדענים ניסו להדפיס אל תוך האיבר מבנים חלולים כאלה, שכבה אחר שכבה, על ידי השארה של אזורים ריקים במקומות המתאימים בכל שכבה, אבל בשיטה זו נוצרו תעלות שעלולות לקרוס ולהתמוטט בלחץ שיוצר הדם המוזרם מן הלב.

צוות מדענים מן האוניברסיטה של פנסילבניה ומן המכון הטכנולוגי של מסטצ’וסטס (MIT) הציע פתרון מתוק לבעיה. במקום להדפיס בבת אחת את האיבר ואת כל הצינורות הפנימיים שלו, הם מדפיסים תבנית של הצינורות מסוכר מסיס ואז בונים את שכבות התאים המתאימים מסביב לתבנית. אחר כך התבנית נשטפת החוצה ומשאירה מאחוריה מבנה איתן של מעברים עמידים בפני שינויים בלחץ הדם של הגוף.

קינוח מעורר השראה

את הרעיון הגה ג’ורדן מילר (אחד המדענים המובילים בפרויקט ופוסט-דוקטורנט באוניברסיטה של פנסילבניה) בשני שלבים. האחד, כשהביט בתצוגת הגופות והאיברים בתערוכת “עולמות הגוף” הוא ראה שמכינֵי הגופות הדגימו את המבנה דמוי התחרה של כלי דם באיבר גדול באמצעות הזרקת סיליקון למערכת כלי הדם והמסה והרחקה של כל שאריות הרקמה האורגנית.

מילר שיער שיהיה אפשר ליצור תבנית סינתטית שתשמש בסיס לבניית כלי הדם הפנימיים. אבל הכימיקלים הנדרשים כדי להמיס את הסיליקון רעילים לתאים החיים שאמורים לעטוף את התבנית. הדרך לעקוף את הבעיה הבריקה בו בעת שהוגש לו במסעדת יוקרה קינוח דמוי סבכה עשוי מסוכר נוקשה. למה לא ליצור תבנית של כלי דם או חללים אחרים מסוכר, שיכול להישטף במים?

מילר ועמיתיו התאימו מדפסת תלת-ממד, המכונה Rep-Rap ומופעלת בקוד פתוח, לשימוש בתערובת סוכרים מותאמת בקפדנות כדי להדפיס סיבים בקטרים שונים, ממילימטר ועד 100 מיקרון.

הצוות השתמש בסיבים אלה כדי ליצור גרסה אידאלית של רשת כלי דם וציפה את השלד בפולימרים ידידותיים לתאים כדי למנוע מן הסוכר להתמוסס מהר מדי. ואז עטפו המדענים את כל המבנה בתערובת של משתית חוץ-תאית ובתאי אֶנדוֹתֶל מן הסוג שמדפן את כלי הדם. בסוף הם שטפו את הסוכר במים ונשארו עם כלי דם יציבים עשויים מתאים חיים.

ואז הגיע תור התאים. ממש כמו בגוף, התחילו התאים לעצב מחדש את כלי הדם שבהם הם מצאו את עצמם, חיזקו את כל המבנה ואפילו יצרו נימים זעירים בקצות כלי הדם הגדולים יותר. כשמאפשרים לתאים לסיים את מלאכת השלמת הפרטים, אומר כריסטופר צֶ’ן, מנהל המעבדה לייצור רקמות באוניברסיטת פנסילבניה, “אנו פטורים מלתכנן בשלמות את המבנה.” הגוף יכול לבצע את התיקונים העדינים באיבר כמעט מושלם, ולהביא אותו לידי תפקוד מלא.

נכון להיום, צ’ן, מילר ועמיתיהם יצרו קוביות של רקמת כבד שבהן תבניות של כלי דם עשויות מסוכר והשתילו אותן בחולדות כדי להדגים שהן משתלבות עם מערכת כלי הדם הקיימת. גושי רקמה אלה אינם יכולים למלא את מקומם של איברים שלמים, אבל אפשר לראות איך הוספת תאי כבד, כליה או לבלב על מערכת מפותחת במלואה של כלי דם תוכל יום אחד להביא לידי הדפסה תלת-ממדית של איברים גדולים.

לשתול מחדש את יערות המוח / פֶריס ג’אבר

הפרעות ניווניות של מערכת העצבים הורסות את המוח, אבל רופאים מקווים להחליף יום אחד את התאים האבודים

תאי העצב במוח האדם מסתעפים וצומחים לצד תאי עצב אחרים, מסביבם ומעליהם ממש כמו עצים ביער סבוך. מדענים נהגו לחשוב שכל תא עצב שקמל ומת עקב פציעה או מחלה נעלם לנצח מכיוון שהמוח אינו יכול להחליפו באחר. ואולם, משנות ה-90 של המאה ה-20 סבורים רוב מדעני המוח שהמוח הבוגר מטפח גינות קטנות של תאי גזע שיכולים להפוך לתאי עצב בוגרים.

חוקרים עדיין מנסים ללמוד באיזו תדירות תאי גזע אלה נעשים תאי עצב חדשים ובאיזו יעילות התאים שהתמיינו שורדים ומצטרפים למעגלים העצביים הקיימים במוח. יש עדויות לכך שתאי הגזע העצביים במוח עוזרים מעט לריפוי עצמי של המוח, כמו לדוגמה בהחלפת קבוצה קטנה של תאי עצב שנפגעו בשבץ מוחי. אבל ריפוי עצמי מזערי כזה אינו משקם את מיליוני תאי העצב הנכחדים בשבץ מוחי, בפציעה טראומתית של המוח או במחלות ניווניות של המוח כמו אלצהיימר ופרקינסון.

לפני 20 שנה ניסו מנתחי מוח להתגבר על היכולת המוגבלת של המוח להתחדש באמצעות השתלת פרוסות של מוח עוברי במוח של חולה כדי להחליף תאי עצב מתים בחדשים. התוצאות בניסויים הקליניים ההם היו מאכזבות, אבל כמה מנתחים סבורים כעת שהם מצאו דרך לעשות את הטיפול בטוח יותר ואמין יותר. במקום להסתמך על רקמות עובריות, המדענים יכולים לגדל מיליוני תאי עצב צעירים מתאי גזע במעבדה ולהזריק אותם היישר למוח החולה. אף שמעטים צופים שהטיפול ייכנס לשימוש נרחב בתוך פחות מעשר או עשרים שנה, מחקרים ראשונים לקראת המטרה כבר החלו.

המחקר המבטיח ביותר עד עכשיו התמקד במחלת פרקינסון, שנראה שהיא מגיבה טוב במיוחד על ההשתלה. מחלת פרקינסון פוגעת בכ-10 מיליון אנשים ברחבי העולם (לרבות מיליון אחד בארה”ב). המחלה נגרמת בעיקר ממוות של תאי עצב מפרישי דופמין באזור במוח האמצעי המכונה “החומר השחור” (substantia nigra), שיש לו תפקיד חשוב, בין השאר, בשליטה בתנועה. התסמינים כוללים לרוב רעידה, נוקשות וקשיים בהליכה.

בשנות ה-80 המוקדמות של המאה ה-20 הפיקו מדענים רקמות מוח לא בוגרות מעוברי חולדות והשתילו אותן בחומר השחור של חולדות שתאי העצב מפרישי הדופמין שלהן חוסלו קודם לכן כדי לדמות פרקינסון. אף שתאי העצב המושתלים שרדו, הם כשלו ביצירת מעגל עצבי תפקודי. בדרך כלל כשהמוח מתפתח ברחם תאי העצב בחומר השחור שולחים שלוחות לאזור אחר במוח הקרוי סְטְריאַטוּם ובו הם מפרישים את המוליך העצבי דופמין כדי לתקשר עם תאי עצב בסְטְריאַטוּם. המרחק בין החומר השחור לסְטְריאַטוּם במוחות בוגרים, אפילו במוחות בוגרים של חולדות, גדול במידה ניכרת מזה שבמוחם של עוברים. בניסויים המוקדמים לא הצליחו תאי העצב לגשר על פני הפער. בניסויים הבאים ניסו החוקרים, במקום זאת, להשתיל את תאי העצב הלא בוגרים היישר בסְטְריאַטוּם. נראה שההשתלה הזאת פועלת. תאי העצב שרדו, שזרו עצמם אל תוך מעגלים עצביים קיימים והתחילו להפריש דופמין.

בניסויים עוקבים במכרסמים ובקופים החזירו השתלות כאלה את רמת הדופמין כמעט לרמה התקינה ושיפרו את התפקוד התנועתי: בעלי החיים רעדו פחות ושיפרו את אחיזתם בפריטים. החוקרים שיערו שהטיפול מועיל לא רק בזכות הדופמין שמפרישים תאי העצב המושתלים אלא גם משום שהם מפרישים גורמי גידול שמגִנים על התאים קולטי הדופמין בסְטְריאַטוּם ומזינים אותם. היות שתאי העצב המושתלים הם תאים חיים שכל הזמן מייצרים, מפרישים וקולטים מוליכים עצביים, הם יכולים לשמור על איזון רמות הדופמין במוחם של חולי פרקינסון ביעילות גדולה יותר מזו של טיפול תרופתי כמו נטילת L-dopa.

בשנות ה-90 המוקדמות הושתלו בארבעה חולי פרקינסון בשוודיה רקמות מוח עובריות בניסוי פורץ דרך שסלל את הדרך לשני ניסויים קליניים גדולים ב-40 וב-34 חולים במימון המכונים האמריקניים לבריאות (NIH). בשני הניסויים הושתלו הרקמות העובריות במחצית האנשים, ומחציתם האחרת עברו ניתוח דמה. התוצאות היו מייאשות. לא הייתה הטבה בקבוצות המטופלות לעומת קבוצות הביקורת, חוץ מהטבה במצבם של כמה חולים בני פחות מ-60 באחד הניסויים.

בשעה שחוקרים רבים ראו בניסויים אלה כישלון מוחלט, אחרים פקפקו בנתונים והחליטו לנסות שוב מכמה סיבות. ראשית, קשה ביותר לתקנֵן שתלים של רקמה עוברית מכיוון שחולים מקבלים לעתים תכופות דגימות רקמה מאיכויות שונות ומתורמים שונים. שנית, אנדרס ביורקלונד מאוניברסיטת לוּנד וחוקרים אחרים טענו שעורכי הניסויים ציפו לשיפור בטרם עת. תאי העצב המושתלים רחוקים מלהיות בוגרים, וכנראה נדרשות כמה שנים כדי שישתלבו במוח. במחקר שעקב אחרי המושתלים באחד הניסויים ונעשה במימון ה-NIH נמצא שכעבור שנתיים וארבע שנים ממועדי ההשתלות חל שיפור אצל כמה מהם.

לורנץ סְטַדֶר מן המרכז לסרטן בממוריאל סלואן-קטרינג התמקד בדרך אחרת להחלפת התאים האבודים בפרקינסון, שפותרת את בעיית התִקנון. הוא חשף במעבדה תאי גזע עובריים לסדרה של חומרים המחקים את סוג האותות הכימיים שהתאים היו אמורים לקבל במוח העוברי. האותות האלה דוחפים את התאים לקראת שלב מסוים בהתפתחות המקביל לחודשיים ברחם. השלב הזה מתקיים לאחר חלוקת התאים האחרונה, אבל לפני שהתאים מצמיחים שלוחות ארוכות או מסועפות. מכיוון שסטדר מפקח בזהירות על גידולם ועל התפתחותם של התאים במעבדה, הוא יכול ליצור מיליוני תאי עצב צעירים, כמעט זהים, המתאימים להשתלה. הזרקה של תאי גזע עובריים שלא עברו שום התמיינות למוח או לכל איבר אחר מעלה את הסיכון ליצירת גידולים מפני שתאי הגזע עלולים לגדול ללא שליטה. עד עתה פרסם סטדר תוצאות מבטיחות של ניסויים בחולדות ובקופים: בשני סוגי בעלי החיים האלה נראה שיפור בשליטה בתנועה. הוא מקווה להתחיל ניסויים קליניים באדם בתוך שלוש עד ארבע שנים.

“מחקר זה עוסק בנושא רחב הרבה יותר,” אומר ביורקלונד. “מחלת פרקינסון היא אבן בוחן מתאימה לבדיקת סוג זה של טיפול. אם שיטת הטיפול הזאת בתאי גזע תועיל לחולי פרקינסון, תיפתח אפשרות לטפל גם במגוון רחב יותר של נזקים ומחלות של מערכת העצבים המרכזית.”

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

בקיצור

התחום המתהווה של רפואה מחדשת רקמות עשוי לחולל ביום מן הימים מהפכה בטיפול במחלות לב ובמחלות ניווניות של מערכת העצבים, לפתור את המחסור בתרומות איברים ולחדש לחלוטין שרירים, גידים ורקמות פגועות אחרות.

המפתח להצלחה, כפי שלומדים החוקרים, הוא לספק לגוף מעין ערכת התחלה העשויה מגוון חלבונים, סיבים או תאים, או לשבט עותקים נוספים של תאי גזע מתמחים למחצה שכבר נמצאים בחולה הבוגר. אחר כך מאפשרים לגוף לעשות את שלו.

העזרה מבחוץ מאפשרת לגוף לגדל מחדש רקמות מסוגים או בכמויות שאינם מתאפשרים לו באופן רגיל. טיפולי החלמה עצמית כאלה כבר עזרו במידה מסוימת למעט חולים במחלות לב ועזרו למנתחים לתקן שרירים פגועים.

תיקון הלב

כשמפיקים תאי גזע מתמחים למחצה מלב חולה, עוזרים להם לייצר מיליוני עותקים של עצמם ואז מזריקים אותם בחזרה ללב. התהליך מאפשר ללב לשבור רקמת צלקת ולגדל תאי שריר חדשים.

צמיחה במוח

כדי להחליף תאי מוח מתים עקב הפרעות ניווניות של מערכת העצבים, כמו מחלת פרקינסון, כמה חוקרים מנסים להשתיל רקמות מוח עובריות ולהזריק תאי עצב צעירים שגודלו במעבדה מתאי גזע.