סיקור מקיף

תאי גזע עם זכרון בעייתי

תכנות מחדש של תאים בוגרים אינו הדרך היחידה לייצור תאי גזע. דרך נוספת לייצר תאי גזע מתאים בוגרים היא לקיחת הגרעין (והדנ"א בתוכו) של התא הבוגר והחדרתו לתא ביצה (מתורמת, אין צורך בהתאמה גנטית)

תאי גזע המתמיינים לאחר מכן לכל סוגי התאים
תאי גזע המתמיינים לאחר מכן לכל סוגי התאים

תאי גזע אלו תאים המסוגלים להתמיין לכל סוג של תא הקיים בגוף. למעשה, כולנו התחלנו את חיינו כגוש תאי גזע שהתחלקו והתמיינו במהלך חודשי ההריון עד שיצרו גוף אנושי המורכב מסוגי תאים רבים. כיום משתמשים בתאי גזע הנאספים מחבל הטבור של ילודים לצורך השתלת מוח עצם לטיפול במחלות הקשורות בייצור תאי דם כמו לוקמיה. בעתיד התקווה היא כי ניתן יהיה להשתמש בתאי גזע לטיפול במחלות ניווניות כמו אלצהיימר ופרקינסון, שיקום רקמות פגועות כמו שריר לב שנפגע במהלך התקף לב, ואף לגידול איברים שלמים לצורך השתלות.

מאחר ורוב סוגי ההשתלות מצריכות התאמה מיטבית בין רקמות התורם ורקמות המקבל, מצב אידאלי יהיה בו נוכל לקחת את תאי הגזע מהאדם הזקוק להשתלה עצמו. אך לבני אדם בוגרים (וגם לחיות בוגרות) כמעט ואין תאי גזע, ואלו הקיימים כבר עברו מעט התמיינות ואינם שווים לתאי הגזע העובריים. כאן נושק המדע הבדיוני אל המציאות: אם אין לנו תאי גזע, ניקח תאים בוגרים שכבר עברו התמיינות, ונגרום להם לחזור להיות תאי גזע, הרי המידע הגנטי כולו שם.

ואכן, במהלך ארבע השנים האחרונות, מדענים מרחבי העולם עשו התקדמות מרשימה בתכנות מחדש של תאים בוגרים (שעברו התמחות) לתאים המתנהגים כמו תאי גזע (ויכולים להפוך לכל סוג של תא). בין היתר, קבוצת מחקר יפנית הצליחה לקחת תא עור של עכבר בוגר, להחזיר אותו למצב של תא גזע, לגדל עכבר שלם חדש מהתא הזה, ושהוא יהיה בריא ופורה. אך מחקר חדש שפורסם במגזין Nature ב-19 ביולי 2010 מראה כי התאים המתוכנתים מחדש (שנקראים iPSC) עדיין מכילים זיכרון של ההתמחות הקודמת שלהם המשפיע על יכולת ההתמיינות החדשה שלהם. כלומר, יהיה קל יותר לגרום לתא גזע שהיה פעם תא עצם לחזור להיות תא עצם מאשר לגרום לו להפוך לתא דם, למשל.

תכנות מחדש של תאים בוגרים אינו הדרך היחידה לייצור תאי גזע. דרך נוספת לייצר תאי גזע מתאים בוגרים היא לקיחת הגרעין (והדנ"א בתוכו) של התא הבוגר והחדרתו לתא ביצה (מתורמת, אין צורך בהתאמה גנטית). הביצית מתפתחת לעובר בן חמישה ימים (זה בעצם עדיין גוש תאים) המורכב מתאי גזע עם הגנום של התורם (הנקראים ntESC). תאים אלו מתנהגים יותר כמו תאי גזע אמיתיים לעומת הסוג הראשון שהזכרתי (iPSC), אפשר להגיד שהם "גזעיים" יותר. אך עליה וקוץ בה, שיטה זו מביאה עימה סוגיות אתיות כבדות משקל מאחר והעובר מומת כאשר משתמשים בתאי הגזע שלו והיא נתקלת בהתנגדות עזה בעיקר בעולם הנוצרי האדוק המאמין כי העובר הוא אדם מרגע ההתעברות. לפי האיסלאם והיהדות בשלב מוקדם זה העובר עדיין אינו מוגדר אדם ולכן דתות אלו אינן מתנגדות לסוג זה של מחקר.

מאחר וסוגיות אתיות אינן מוכרעות במעבדה, אלא בחקיקה, ההתקדמות המדעית מתמקדת כיום בעיקר בתאים מתוכנתים מחדש (iPSC). תאים אלו העמידו מגוון קשיים בפני החוקרים. חלק מסוגי התאים, עור, קיבה וכבד לדוגמא, קל יותר לתכנת מחדש מאשר תאים של רקמות חיבור. בנוסף, ככל שהתאים בוגרים וממוינים יותר, קשה יותר לתכנת אותם חזרה. כעת התגלה קושי נוסף, כפי שצוין בהתחלה, לפיו לתאים המתוכנתים מחדש יש עדיין "זיכרון" של ההתמיינות הקודמת שמקשה על התמיינות חדשה.

זיכרון ההתמחות הקודמת נשמר בגנום התא על ידי סמנים אפיגנטיים, כלומר על הגנום ולא בתוכו. האפיגנטיקה משמשת לעריכת הקוד הגנטי על ידי השארת סמנים המראים מאילו אזורים יש להתעלם ואילו אזורים יש להדגיש. מחקרים קודמים הראו כי הסמנים האפיגנטים עוברים עם חלוקת התא ובמידה ונעשו בתאי המין עשויים לעבור לדור הבא. אך במידה והסיבה להוספת אותו סמן נעלמים, עם הזמן גם הסמן יוסר. כאשר תא גזע מתמיין לתא דם, למשל, מוספים על גנום התא סמנים אפיגנטיים ייחודיים לתא הדם שיוצר. התהליך המקובל עד כה במעבדות לתכנות מחדש של תאים אל תאי גזע הותיר את הסמנים האפיגנטיים האופיינים במקומם, ואיתם ה"זיכרון" של התא מההתמיינות הקודמת שלו שהקשה על הפיכתם לסוג תאים אחר.

פתרון בעיית ה"זכרון" של התאים הוא בסיסי בתיאוריה – צריך למצוא דרך להסיר את הסמנים האפיגנטיים בלי לגרום לנזק לשאר הגנום. עד כה הועלו שתי דרכים לבצע משימה זו. הראשונה, שימוש בחומרים כימיים המסירים את הסמנים האפיגנטיים. השניה, לגדל את התאים למשך זמן ארוך יותר כך שיעברו יותר שלבי חלוקה והסמנים יוסרו מעצמם. מצד שני, תכנות מחדש של תאי גזע תלוי גם במטרה לשמה הוא נחוץ. אם הצורך הוא בתאי דם רבים, ניתן להתחיל מתכנות של תאי דם בוגרים ולמעשה ה"זכרון" אינו מהווה בעיה.

תחום תאי הגזע הוא אחד התחומים החמים ביותר במדע כיום ומשתמש לחקר שלבי ההתפתחות העוברית, מחלות גנטיות והפריה חוץ גופית. זהו נושא מורכב ואף כי כל התקדמות מלווה בהתרגשות תקשורתית רבה עלינו לזכור כי הדרך עוד עמוסה מכשולים, חלקם טכניים וחלקם מוסריים. כך או כך, אל לנו להשלות את עצמנו כי בשנים הקרובות יוכלו לגדל עבורנו איבר בהזמנה, חלק זה עדיין בגדר מדע בדיוני.

מקורות:

הבלוג המצויין Not Exactly Rocket Science

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

4 תגובות

  1. הכתבה היא מצוינת, אני עושה עבודה על אוטם שריר הלב, ואני רוצה לסכם כל מיני דברים מהכתבה ולהכניס לעבודה, אבל אני צריך לדעת מהם המקורות המדויקים שמהם סוכמה הכתבה. האם תוכלו לתת לי אותם?

  2. יש לי חבר שסובל כרגע מלוקמיה ומחכה לתורם.. האם תאי גזע כבר בשימוש בהשתלות בישראל?

    "קבוצת מחקר יפנית הצליחה לקחת תא עור של עכבר בוגר, להחזיר אותו למצב של תא גזע"..
    זה בהחלט מדהים.. העובדה שניתן לעשות reuse לתאים קיימים פותחת אינספור
    אפשרויות וגם מסירה מכשולים אתים

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן