תאי גזע בשירות הרפואה

האם תאי הגזע ישנו את הגדרתן של פגיעות “בלתי הפיכות” ושל מחלות “חשוכות מרפא”? * עדכון על החלטת בית משפט בארה”ב לבטל את הצו של אובמה שהתיר מימון ציבורי למחקר בתאי גזע עובריים

עדכון מאת אבי בליזובסקי

נסיגה ביחס של ארה”ב לתאי גזע. למורת רוחו של הנשיא אובמה, שאחד הדברים הראשונים שעשה עם כניסתו לתפקיד היה ביטול האיסור שהטיל קודמו ג’ורג’ בוש הבן על מימון ציבורי למחקרים בתחום תאי הגזע. שופט פדראלי בוושיגנגטון קבע כי מימון פדראלי למחקר תאי גזע אנושיים, אינו חוקי.
הפסיקה של השופט המחוזי רויס לאמברת, נעשתה לבקשתם של שני רופאים נוצרים, החוקרים תאי גזע בוגרים שביקשו מבית המשפט להורות לממשלה להוציא אל מחוץ לחוק מחקר בתאי גזע עובריים.

לדברי השופט, בהחלטה בת 15 עמודים החוק המתיר מימון ממשלתי למחקר בתאי גזע נוגד את חוק דיגלי-ויקר בכך שהוא גורם להרס ולהשמדת עוברים אנושיים ובכך גורם לסיכון של פציעה או מוות הגדולים מאלו שמטיר החוק תחת הכללים הנהוגים בו.”
“אם שלב אחד מהמחקר יתבטא בהשמדת עובר, כל הפרויקט מנוע מלקבל מימון פדראלי בהתאם לחוק דיגלי-ויקר” כותב השופט למברת.
“מכיוון שמחקר בתאי גזע עובריים, דורש הפרדה של תאי גזע אלה, נאלצים החוקרים להשמיד את העובר” כותב השופט. “לפיכך, בית המשפט הגיע למסקנה כי באמצעות מימון פדראלי למחקרי תאי גזע עובריים, נגרמת עבירה על חוק דיגלי-ויקר.”
משרד המשפטים האמריקני הודיע כי יערער על העבירה.

כתב העת ביו אינפורם ערך לאחרונה סקירה של תחום תאי הגזע. לפני כשבועיים הבאנו את הכתבה הראשונה בסדרה “תאים עם פוטנציאל“. לפניכם המאמר השני: “תאי גזע בשירות הרפואה”

מאת: ג’ודי ואריה מלמד-כץ

ההבטחה הגדולה של תאי הגזע צפונה ביכולתם להשתלב במגוון טיפולים רפואיים חדשניים, שיאפשרו התמודדות עם מחלות שעד היום לא נמצא להן מרפא – כגון מחלות של מערכת העצבים ומחלות לב. שורות של תאי גזע עובריים אנושיים ושל תאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים (iPS cells) יוכלו לשמש כמקור להפקת תאי גזע מולטיפוטנטיים, תאי אב ותאים ממוינים, ואלו יושתלו בגופם של המטופלים. עד עתה נעשה שימוש בעיקר בתאי גזע של מערכת הדם, שמקורם בתרומת מוח עצם, בתרומת דם פריפרי או בדם טבורי שנאסף בלידה, והניסיון הרב שהצטבר בהשתלות אלה יוכל לשמש בפיתוח השתלות תאים שמקורם בתאי גזע פלוריפוטנטיים. במאמר זה, המוקדש ליישומים הרפואיים של תאי הגזע, נסקור תחילה שיטות טיפול קיימות ובהמשך נעסוק במקצת היישומים הרפואיים העתידיים המבוססים על תאי גזע, הנמצאים בשלבים שונים של פיתוח.

מערכת הדם

מקור תאי הדם השונים בגוף האדם הוא בתאי גזע המטופויאטיים (hematopoietic), המצויים בעיקר במוח העצם. עקב אורך החיים הקצר של מקצת תאי הדם, מערכת הדם זקוקה להתחדשות מתמדת: הגוף מייצר בממוצע כמאה מיליארד תאי דם חדשים ביום. תאי הגזע ההמטופויאטיים ממלאים, אפוא, תפקיד רב-חשיבות.

הליך של השתלת תאי גזע המטופויאטיים שמקורם במוח העצם משמש זה 50 שנה לשיקום מערכת הדם של חולי סרטן הדם וסוגי סרטן נוספים, שטופלו תחילה בהקרנה או בכימותרפיה על מנת להשמיד את התאים הסרטניים. נוסף על כך, השתלה של תאי גזע המטופויאטיים משמשת גם לטיפול במחלות שבהן נפגעה מערכת הדם, דוגמת תלסמיה (מחלה גנטית המתאפיינת בהמוגלובין פגום), אנמיה אפלסטית (המתאפיינת במחסור בתאי דם שונים עקב מוח עצם פגום) ומחלות אוטואימוניות שונות. כיום מתבצעות בעולם עשרות אלפי השתלות של תאי גזע המטופויאטיים מדי שנה.

תאי גזע המטופויאטיים מצויים בכמות גדולה במוח העצם, ועל כן השתלת מוח עצם הייתה במשך שנים אמצעי עיקרי להעברה של תאי גזע אלו מאדם בריא לאדם חולה. ואולם, השתלת מוח עצם היא הליך מורכב יחסית, הדורש הרדמה מלאה או מקומית של התורם, ולכן קיימת כיום העדפה ברורה לאיסוף תאי גזע המטופויאטיים ממערכת הדם הפריפרי (peripheral blood). באדם בוגר, תאי הגזע עוזבים את מוח העצם בתגובה לאות המגיע באמצעות ציטוקינים, חלבונים קטנים המשמשים לתקשורת בין תאי הגוף. על מנת לעודד מעבר של תאי גזע ממוח העצם לדם בגופו של התורם, מקובל להזריק לו חומר הפוגע בתאי האב של תאי הדם הנמצאים במחזור הדם ויוצר צורך בייצור תאי דם חדשים (למשל ציטוקסן – cytoxan). בשלב הבא מוזרקים לגוף התורם גורמי גדילה (growth factors), כגון G-CSF ו-KitL, המעודדים את שחרור תאי הגזע לדם. סמנים דוגמת CD34, הנמצאים על שטח הפנים של תאי הגזע ההמטופויאטיים ושל תאי האב שהתמיינו מהם, יכולים לשמש בשלב זה לקביעת הזמן שבו יתבצע איסוף הדם מגופו של התורם. מקובל לבצע את האיסוף כאשר נספרים 50-20 תאים המסומנים ב-CD34 לכל מיקרוליטר של דם. איסוף הדם עצמו מתבצע בהליך פשוט הדומה לתרומת דם רגילה, וזהו יתרונה הגדול של השיטה.

לפני העברת הדם לגופו של החולה, ניתן להעשיר את הדם בתאי גזע המטופויאטיים ובתאי אב באמצעות מיון תאים המתבצע על ידי זיהוי סמנים ייחודיים כמו CD34. הדבר חשוב במיוחד בתרומת דם אוטולוגית (עצמית) של חולי סרטן, ועשוי למנוע חזרה של תאים סרטניים לגופו של החולה. המיון מתבצע באחת משתי שיטות: מיון מגנטי או מיון פלואורסצנטי (FACS). המיון המגנטי מבוסס על הצמדת חלקיק המכיל ברזל לנוגדן המתאים למולקולה ייחודית על פני שטח התאים שאותם מעוניינים להשאיר בשתל. כשמזרימים את תרומת הדם בקרבת מגנט, תאים אלה נמשכים למגנט וניתן לאסוף אותם. שיטה זו מתאימה למיון מהיר של כמויות דם גדולות, אולם יש לה חיסרון מרכזי: היא יכולה לשמש להעשרת שתל הדם בתאים המכילים סמן אחד בלבד, ולכן רמת הטוהר אינה גבוהה, כלומר הדם המתקבל עלול להכיל תאים לא רצויים. המיון הפלואורסצנטי מבוסס על הצמדת סמנים פלואורסצנטיים לנוגדנים, שכל אחד מהם מתאים לאחת המולקולות הייחודיות על פני שטח התאים העוברים מיון. תאי הדם מועברים, בזה אחר זה, דרך אוסף של קרני לייזר, ונוכחות הסמנים מאותרת באמצעות חיישנים. בשיטה זו ניתן לאתר תאים בעלי צירוף ספציפי של סמנים, המאפיין את תאי הגזע הרצויים. בדרך זו מתקבל שתל תאים טהור, אך השיטה אטית ויקרה: בעזרת FACS ניתן למיין עד 50 אלף תאים בשנייה, לעומת כ-10 מיליון תאים בשנייה בשיטה המגנטית.

עקב העלות הגבוהה, נכון להיום, תרומות תאי גזע המטופויאטיים בדרך כלל אינן עוברות מיון כלל או עוברות מיון יחיד, לזיהוי סמני CD34. הדבר מגביל את יעילות הטיפול, במיוחד בתרומה אוטולוגית. גם בשתל שמקורו באדם אחר (allograft) יש יתרון משמעותי למיון בעזרת FACS, המסנן את תאי ה-T העלולים לגרום למחלת שתל נגד מאכסן (graft versus host disease), שבה השתל תוקף את הגוף.

מקור נוסף של תאי גזע המטופויאטיים הוא הדם הטבורי, שאותו ניתן לאסוף בעת הלידה (ראו מאמרה של קרן סירוטה “דם טבורי: הבטחה עם שחר” בגיליון זה). בעתיד יהיה ניתן להשתמש גם בתאי גזע עובריים או בתאי iPS, שיעברו התמיינות מכוונת לתאי גזע המטופויאטיים או לתאי אב של תאי הדם השונים. ואולם, יש להניח שניסויים אלה לא יימנו עם הניסויים הקליניים הראשונים שייעשו בתאים שמקורם בתאי גזע עובריים. זאת בשל הזמינות הגבוהה של תאי גזע המטופויאטיים ממקורות אחרים, ועקב הקושי לייצר שתל נקי מתאי גזע פלוריפוטנטיים, העלולים לגרום להופעת גידולים.

לעומת זאת, ייתכן שדווקא תאי הגזע ההמטופויאטיים שמקורם בתרומה של אדם בוגר ישמשו בעתיד לייצור תאי גוף אחרים, שאינם תאי דם. בשנים האחרונות התברר שתאי גזע יכולים לעבור בגוף תהליך של טרנס-דיפרנציאציה, כלומר התמיינות לתאים שאינם נמצאים בשרשרת ההתמיינות הרגילה שלהם, אולם כמות התאים העוברים תהליך זה באופן טבעי היא נמוכה. כיום מוכרים חומרים שיכולים לגרום לטרנס-דיפרנציאציה בתרביות של תאי גזע. אם יהיה ניתן להשתמש בחומרים כאלו על מנת להגדיל באופן ניכר את כמות התאים העוברים טרנס-דיפרנציאציה בגוף, יהיה זה אפשרי להשתמש בהשתלת תאי גזע המטופויאטיים לשיקום רקמות שונות בגוף, ולאו דווקא לטיפול במערכת הדם. נוסף על כך, טרנס-דיפרנציאציה של תרביות תאי גזע המטופויאטיים, שאותם ניתן להשיג באמצעות תרומת דם, בקלות יחסית וללא בעיות ביו-אתיות, יכולה לשמש לייצור כמויות גדולות של תאים שהגוף הבוגר כמעט אינו מייצר אותם בעצמו. ואולם, גידול של תרבית תאי גזע המטופויאטיים במעבדה הוא מורכב יותר מגידול של תאי גזע עובריים, ולפחות בשלב זה החוקרים מתקשים לדמות את התנאים במוח העצם, המאפשרים את התחדשות תאי הגזע ההמטופויאטיים מבלי שיעברו התמיינות.

שיקום מערכת הדם באמצעות טיפול המבוסס על תאי גזע הוא אם כן הליך רפואי ותיק ומקובל, הצפוי להמשיך להתפתח בזכות הניסיון הרב שנרכש עד היום, בזכות הזמינות הרבה של תאי גזע המטופויאטיים ותאי גזע עובריים, היכולים אף הם לשמש כמקור לתאי מערכת הדם, ובזכות הבנה טובה של תהליך הריפוי בשיטה זו. הגדלת יעילות המיון של תאי השתל ופיתוח שיטות של רפואה מותאמת אישית צפויים לשפר את יעילות הטיפול ולהקטין את סכנת הדחייה.

מערכת העצבים

היעדר אפשרות מעשית לקבל תרומת תאי עצב או תאי גליה מגופו של תורם, ויכולתו המוגבלת של הגוף לחדש תאים אלו, מגבילים את יכולתה של הרפואה בת ימינו לרפא חולים הלוקים במחלות של מערכת העצבים. הטיפול הניתן כיום לחולים אלו נועד על פי רוב למזער את הנזקים, ואינו מסוגל להביא לריפוי מלא. ואולם, טיפולים המבוססים על תאי גזע, שחלקם צפויים להיכנס בקרוב לשלב הניסויים הקליניים, עשויים להצעיד את התחום כמה צעדים קדימה. התקווה היא כי טיפולים אלה, המבוססים על השתלת תאים שתפקידם להחליף את התאים הפגועים, יאפשרו שיקום חלקי או מלא של מערכת העצבים במחלות הנחשבות כיום לחשוכות מרפא.

עם הניסויים הקליניים הראשונים בתחום זה תימנה כנראה השתלת תאי גזע עובריים שעברו התמיינות חלקית לתאי אב של אוליגודנדרוציטים בגופם של חולים הלוקים בפגיעה קשה בחוט השדרה. השתלה כזו עשויה לשפר באופן ניכר את יכולת התנועה של חולים אלו, במיוחד אם נגרמה פגיעה כרונית בשכבת המיילין (דמיילינציה – demyelination) של האקסונים, ותפקודם נפגע כתוצאה מכך. עקב סכנה של התפתחות גידולים בעקבות השתלת תאים שמקורם בתאי גזע עובריים, נעשה כיום מאמץ לבחון גם השתלה של תאי גזע אחרים, דוגמת תאי גזע סטרומליים ממוח העצם (bone marrow stromal stem cells; קרויים גם תאי גזע מזנכימליים – mesenchymal stem cells), בגופם של נפגעי חוט השדרה, בתקווה שתאי גזע אלו יעברו טרנס-דיפרנציאציה בגוף. עד עתה לא התקבלו תוצאות מספקות בניסויים שנערכו בחיות מעבדה: כמות תאי מערכת העצבים שהתקבלה בעקבות השתלות אלו הייתה נמוכה יחסית, ושיעור האפופטוזה (מוות תאי מתוכנת) שלהם בחוט השדרה היה גבוה. מניפולציות גנטיות בגנים הקשורים להתמיינות ולאפופטוזה עשויות לשפר את יעילות ההליך ולהגדיל את הצלחת הטיפול. אם יצליחו הניסויים הקליניים בנפגעי חוט השדרה, תהיה בכך בשורה גם לחולי טרשת נפוצה, מחלה דלקתית המתאפיינת בדמיילינציה של אקסונים במערכת העצבים. השתלת אוליגודנדרוציטים או תאי אב שלהם עשויה להביא לשיפור ניכר במצבם של חולים הלוקים במחלה קשה זו.

זמן רב יותר יחלוף, כנראה, בטרם יתבססו שיטות רפואיות המבוססות על תאי גזע כטיפול במחלות המתאפיינות בפגיעה בתאי עצב (נוירונים). בהקשר זה, יעד מרכזי הוא מציאת טיפול למחלת פרקינסון. מחלת פרקינסון נגרמת עקב אובדן של תאי עצב מייצרי דופמין במוח, המחברים בין החומר השחור (substantia nigra pars compacta) לסטריאטום (striatum). ניסיונות להשתיל בסטריאטום רקמה מהמוח האמצעי (ventral midbrain) של עוברים שמקורם בהפלות נחלו הצלחה מסוימת, ובמקצת החולים נמצא שיפור בתפקוד. על הקשר בין השיפור בתפקוד לבין ההשתלה מעידה העובדה, כי במוחם של שלושה מהחולים שעברו השתלה כזו, ואשר מתו מסיבה אחרת, נמצאו תאי עצב מייצרי דופמין בשתל. מאידך גיסא, מצבם של מקצת החולים החמיר, והם סבלו מתסמינים הדומים לתופעות הלוואי של שימוש ממושך בתרופה L-DOPA. מאליו מובן, כי קיים קושי מעשי להשיג כמות גדולה של רקמה מסוג זה להשתלה, וכי הטיפול כרוך בבעיות ביו-אתיות חמורות.

תאי גזע עובריים ותאי iPS עשויים לשמש בעתיד כמקור לכמויות גדולות של תאי עצב מייצרי דופמין, אולם שלב הניסויים הקליניים בבני אדם עדיין רחוק יחסית. הקושי ביישום השיטה נובע מהצורך להוריד למינימום את הסיכון להתפתחות גידולים, ומהצורך לייצר שתל תאים שישתלב בהצלחה במערכת העצבית המורכבת של המוח. בד בבד נעשים מאמצים לפתח טיפולים המעודדים את תאי הגזע שבגוף להתמיין בעצמם לתאי עצב מייצרי דופמין, שיתפסו את מקומם של אלו שנפגעו. הדבר נעשה באמצעות הזרקת גורמי גדילה דוגמת TGF, הידוע כגורם המשפיע על ההתפתחות המוקדמת של המוח והמתבטא בכמות מוגבלת בגופו של אדם בוגר. תוצאות הניסויים בחיות מעבדה לא היו חד-משמעיות, וגם צורת טיפול זו עדיין רחוקה משלב הניסויים הקליניים.

מחלת לו גריג (ALS) מתאפיינת בהרס של מוטו-נוירונים (motor neurons) בחוט השדרה, ונחשבת למחלה חשוכת מרפא, שעל פי רוב מקצרת מאוד את חיי החולים. למרות ההצלחה בהפקת מוטו-נוירונים מתאי גזע עובריים ומתאי גזע עצביים מולטיפוטנטיים (NSC), עדיין רחוקה הדרך להשתלת תאים אלו או תאי אב שלהם כך שישתלבו בהצלחה במערכת העצבית המורכבת של גוף האדם ויחליפו את תאי העצב המתים. מצד אחר, ניסויים בחיות מעבדה הראו שהשתלה כזו מסוגלת למנוע או להפחית את המשך הרס תאי העצב בחוט השדרה באמצעות הפרשת נוירוטרופינים (neurotrophin) מהתאים המושתלים. בכוחם של גורמי גדילה אלו למנוע מוות של תאי עצב, ומכאן חשיבותם.

לתאי גזע ייתכן תפקיד עקיף גם בטיפול עתידי לחולי אלצהיימר. השתלת תאים שעברו שינוי גנטי שיביא אותם לבטא את גורם הגדילה העצבי (NGF) עשויה לשפר את מצבם של חולי אלצהיימר, הואיל ו-NGF ידוע ביכולתו למנוע מוות של תאי עצב. ניסויים קליניים ראשונים, שנערכו בעזרת פיברובלסטים שנלקחו מגופם של החולים, נחלו הצלחה. תאי גזע עשויים להיות יעילים עוד יותר בטיפול גנטי שכזה, בזכות שתי תכונות המאפיינות אותם: קל לבצע בהם מניפולציות גנטיות, ויש להם יכולת נדידה מצוינת, שתאפשר להם להגיע למקום הנכון במוח. השתלת תאי עצב שמקורם בתאי גזע, במטרה להחליף את התאים שנפגעו במוחם של חולי אלצהיימר, נחשבת מטרה רחוקה יותר.

בעשור הקרוב צפויות התפתחויות חשובות בהחדרת שיטות המבוססות על תאי גזע לטיפול במחלות ובפגיעות של מערכת העצבים. מלבד הטיפולים העתידיים שתיארנו, תיתכן התקדמות גם בטיפול בשבץ מוחי, בסרטן המוח, במחלת הנטינגטון ובמצבים רפואיים אחרים. ואולם, ידיעתנו המוגבלת על מערכת העצבים ועל מנגנוני המחלות הפוגעות בה אינה מאפשרת התקדמות מהירה בתחום רפואי חשוב זה.

שריר הלב

מחלות לב נמנות עם גורמי המוות העיקריים בעולם. רבות מהן מתאפיינות במצב של איסכמיה (ischemia), מחסור בהספקת דם הגורם למחסור בחמצן ברקמת שריר הלב. המחסור בחמצן גורם למוות של תאי שריר הלב (cardiomyocytes), ועלול להביא לפגיעה מסכנת חיים. יכולתו של הגוף לתקן את הנזק בעזרת תאי גזע סומטיים היא מוגבלת, וגם הטיפולים התרופתיים ומרבית הטיפולים הכירורגיים אינם מסוגלים להביא לתיקון הרקמה הפגועה. השתלת לב היא פתרון טוב לחולים רבים הלוקים באי-ספיקת לב חמורה, אך פתרון זה מוגבל עקב זמינות נמוכה של איברים להשתלה ומשום סכנת הדחייה. פיתוח הליך רפואי של השתלת תאים בשריר הלב, המבוסס על תאי גזע, עשוי להציל את חייהם של מיליוני חולים מדי שנה. בשנים האחרונות נערכו ניסויים קליניים ראשונים בהשתלת תאי גזע סומטיים מסוגים שונים, והמידע שנאסף יוכל לשמש בפיתוח שיטות השתלה של תאים שמקורם בתאי גזע עובריים או תאי iPS.
אם מתקיימת זרימת דם סבירה בגופו של החולה, ניתן להשתיל את התאים לתוך הוורידים, כלומר בהליך פשוט באופן יחסי. עם זאת, קיימת העדפה להשתלה לעורקים הכליליים, המספקים דם ללב עצמו, בשל הקרבה של מקום ההשתלה לנקודת היעד של התאים. בחולים הסובלים מזרימת דם לקויה, יש לבצע את ההשתלה בדופן חדרי הלב, באמצעות צנתור לב או ניתוח לב פתוח. אופן הפעולה של התאים המושתלים טרם התברר עד תומו. כיום מקובל להניח שיכולת ההתמיינות וההשתלבות של תאים אלו בשריר הלב מוגבלת, ועיקר השפעתם נובעת מיכולתם לשחרר גורמי גדילה המביאים ליצירת כלי דם חדשים (אנגיוגנזה) או מיכולתם לעודד את תאי הגזע של הלב (cardiac stem cells) לתקן את הנזק.

במהלך 10 השנים האחרונות הושתלו בגופם של כ-100 חולי לב תאי מיובלסט שלדיים (skeletal myoblasts), שהם תאי אב מחויבים של שרירי השלד. תאים אלו נלקחו מגופם של החולים, ולכן לא הייתה ההשתלה כרוכה בסכנת דחייה, אולם תאי המיובלסט לא השתלבו היטב עם תאי שריר הלב, ואחוז ההישרדות שלהם אחרי 3 יממות עמד בממוצע על 7.4%. יחד עם זאת, באופן שטרם הוסבר, הייתה להם השפעה חיובית מסוימת על מצבם של החולים. גם תאי גזע של הלב יכולים לשמש בהשתלה אוטולוגית. לתאים אלו, המזוהים באמצעות סמנים ייחודיים, פוטנציאל ריפוי גבוה, וניסויים במודל חיה אכן הראו הצלחה מסוימת. הקושי העיקרי נובע מכמותם הקטנה בגוף ומהצורך למצוא דרך להגדיל את כמותם באופן ניכר במעבדה בטרם ההשתלה.

ניסויים קליניים שבהם הושתלו תאי גזע המטופויאטיים בחולי לב הראו, כי בחלקם התחולל שיפור מסוים ביכולת הזרמת הדם של חדר הלב השמאלי (left ventricle). ואולם, ההשערה הראשונית בדבר מידה גבוהה של טרנס-דיפרנציאציה בתאי הגזע המושתלים התבררה כשגויה. ניסויים נוספים הראו שתאי הגזע ההמטופויאטיים המושתלים התמיינו לתאי דם או התאחו (cell fusion) עם תאי שריר הלב, ולא התמיינו לתאי שריר לב חדשים. עניין מיוחד קיים בהשתלה של תאי גזע סטרומליים. תאי גזע מולטיפוטנטיים אלו, המתמיינים בגוף לתאי עצם, לתאי סחוס ולסוגי תאים נוספים, הראו במעבדה יכולת התמיינות לתאים הדומים לתאי שריר לב עובריים כשטופלו בגורם המונע מתילציה ב-DNA (DNA-demethylating agent) בשם 5-אזציטידין (5-azacytidine). בתנאים אחרים, בנוכחות גורמי גדילה אנדותליים (endothelial), התמיינו תאי הגזע הסטרומליים לתאים אנדותליים (תאים הנמצאים בדפנות הפנימיים של חללים סגורים בגוף, כמו הלב וכלי הדם). ניסויים קליניים ראשונים, הכוללים השתלה של תאי גזע סטרומליים ושל תאי אב לתאים אנדותליים, החלו לאחרונה.

תחום השתלת תאי הגזע כטיפול במחלות לב נמצא אם כן בשלב הניסויים הקליניים, וההצלחה המוגבלת נובעת כנראה מכך שטרם נמצאה הנוסחה האופטימלית להשתלת תאים שישתלבו באופן מלא בשריר הלב. כיוון מחקר שונה מתרכז בפיתוח לב ביו-מלאכותי. בשנת 2008 הצליחה קבוצה בראשות דוריס טיילור (Taylor) מאוניברסיטת מינסוטה להוציא את התאים (decellularization) מלב של חולדה ולהחדיר תאים של חולדות אחרות לתוך המטריצה החוץ-תאית (extracellular matrix) שנותרה. בדרך זו התקבל לב פועם ומתפקד. ייתכן שעל בסיס שיטה זו של דסלולריזציה, או על בסיס מטריצה סינתטית, יהיה ניתן בעתיד ליצור לבבות מותאמים אישית, שיכילו תאי גזע הנושאים את המידע הגנטי של החולה.

רפואת העתיד

מבט כולל על תחום השימושים הרפואיים בתאי גזע מגלה, כי הוא נחלק ל”קיים” ול”עתידי” – כשהקיים הוא השתלת תאי גזע המטופויאטיים, המשמשת זה שנים, ובהצלחה מרובה, לטיפול במחלות דם ובסוגי סרטן שונים. לתאי גזע מגופו של אדם בוגר יש ככל הנראה פוטנציאל לריפוי מחלות נוספות, ובעשור הקרוב צפויים להימשך הניסויים הקליניים בהשתלת תאי גזע סומטיים, דוגמת תאי גזע המטופויאטיים ותאי גזע סטרומליים, לטיפול במגוון מחלות. בסיומם תהיה לנו תמונה שלמה יותר של אפשרויות הטיפול בעזרת תאים אלו. מהתמונה המצטיירת כבר עתה עולה, שגם כאשר התאים המושתלים לא הצליחו להחליף את תאי הגוף שניזוקו, הם מנעו תמותה של תאים נוספים על ידי הפרשת גורמי גדילה.

בד בבד, צפויים להתחיל בשנים הקרובות הניסויים הקליניים הראשונים, שבבסיסם יעמדו שורות של תאי גזע עובריים, ומאוחר יותר אולי גם תאי iPS. יעד מרכזי לניסויים אלו הוא מחלות של מערכת העצבים, ובפרט מחלות ניווניות שהרפואה עדיין מתקשה להתמודד עמן. הנדסת רקמות מהווה יעד רחוק יותר, אך ההצלחות המרובות בתחום ההתמיינות המכוונת של תאי גזע שונים עשויות להביא, בסופו של דבר, לכך שגם חלום זה יקרום עור וגידים.

בוקסה: רפואה מותאמת אישית ותאי גזע

רפואה מותאמת אישית (personalized medicine) היא גישה רפואית שלפיה יש להביא בחשבון את המידע הגנטי והביוכימי של החולה, כדי להתאים עבורו את הטיפול הנחוץ. כבר בעתיד הקרוב אנו צפויים לראות תרופות רבות יותר ויותר, שיינתנו לקבוצות חולים בהתאם לתוצאות הבדיקות הגנטיות והביוכימיות שלהם. בתחום ההשתלות יש צורך מיוחד להתאים את הטיפול לחולה, בשל סכנת הדחייה עקב חוסר התאמה גנטי בין תאי השתל לתאי החולה. שימוש בתאים שהוצאו מגופו של החולה לצורך יצירת שורה אישית של תאי iPS, או שורת תאי גזע עובריים שמקורם בשיבוט רפואי (ראו מאמרנו “תאים עם פוטנציאל” בגיליון זה), יספק פתרון מלא לבעיית הדחייה, משום שהמידע הגנטי בתאים המושתלים יהיה זהה למידע הגנטי שבתאי הגוף של החולה. שיטות אלו עשויות לייתר את הצורך בבנקים של תאי גזע, משום שהליך היצירה של שורת תאים אישית במקרה הצורך צפוי להיות פשוט, מהיר וכנראה גם זול.

קרדיט

ג’ודי מלמד-כץ היא כימאית המסיימת לימודי דוקטורט במיקרוביולוגיה באוניברסיטה העברית; עבדה בחברת טבע ובמז”פ, וכיום עוסקת בכתיבה ובחינוך מדעי.

אריה מלמד-כץ הוא מהנדס אלקטרוניקה ודוקטור לפיזיקה, בוגר מכון ויצמן למדע; עוסק כיום בכתיבה, מפתח תכניות חינוך מדעי, מרצה בנושאי מדע ומספק שירותי ייעוץ מדעי.

www.arie-science.blogspot.com
[email protected]

לקריאה נוספת

Department of Health and Human Services, “Regenerative Medicine”, August 2006.
http://stemcells.nih.gov/info/2006report/

Powell, J.L., Hingorani, P., Grupp, S.A. and Kolb, E.A., “Hematopoietic Stem Cell Transplantation”, eMedicine.
http://emedicine.medscape.com/article/991032-overview

Kim, S.U. and de Vellis, J., “Stem Cell-Based Cell Therapy in Neurological Diseases: A Review”, Journal of Neuroscience Research 87(10):2183-2200 (2009).
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19301431

hESC-derived Oligodendrocytes by Geron:
http://www.geron.com/products/productinformation/spinalcordinjury.aspx

Lindvall, O. and Kokaia, Z., “Prospects of Stem Cell Therapy for Replacing Dopamine Neurons in Parkinson’s Disease”, Trends in Pharmacological Sciences 30(5):260-267 (2009).
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19362379

Lee, J. and Terracciano, C.M., “Cell Therapy for Cardiac Repair”, British Medical Bulletin 94(1):65-80 (2010).
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20200014

Taylor, D.A., “From Stem Cells and Cadaveric Matrix to Engineered Organs”, Current Opinion in Biotechnology 20(5):598-605 (2009).
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19914057