היפותזת 'הגדיל האלמותי' מופרכת

כיצד תאי גזע באדם הבוגר מגנים על עצמם מפני צבירת מוטציות גנטיות היכולות לגרום לסרטן?

מארק קייל

בשלושת העשורים האחרונים מדענים רבים תמכו בהיפותזת הגדיל האלמותי הגורסת כי תאי גזע בבוגר מפרידים את הדנ”א שלהם בצורה שאינה שרירותית במהלך חלוקת התא וטענו כי היא המגנה על תא הגזע מצבירת מוטציות. כמו כן, לאחרונה פורסמו מספר מחקרים המציגים ממצאים המאשרים טענה זו.

אבל באחד הגיליונות האחרונים של המגזין “Nature”, חוקר תאי הגזע מאוניברסיטת מישיגן שון מוריסון ושותפיו למחקר הנחיתו מכת-מוות לגדיל האלמותי, לפחות כאשר מדובר בתאי גזע המייצרים תאי דם.

הם סימנו דנ”א בתאי גזע יוצרי תאי דם בעכבר ועקבו אחרי תנועותיו בדקדקנות במהלך סדרת חלוקות תאיות. בסופו של דבר, הם לא מצאו הוכחה לכך שתאי הגזע משתמשים במנגנון הגדיל האלמותי על מנת למזער מוטציות גנטיות מסוכנות פוטנציאלית.

“רעיון הגדיל האלמותי הזה מסתובב כבר זמן רב מבלי שנבדק בתאי גזע שניתן לזהותם בודאות. מאמר זה מראה כי תכונה זו אינה מאפיינת את כל תאי הגזע”, אמר מוריסון, ראש המרכז לביולוגיה של תאי גזע במכון למדעי החיים באוניברסיטת מישיגן.

עדיין יתכן שתאי גזע ברקמות אחרות משתמשים במנגנון זה.

“יכולנו להראות שזהו אינו המנגנון בו משתמשים תאי גזע יוצרי תאי גם להפחתת הסיכון להפוך לסרטניים, וכנראה שאנו צריכים לחפש בדרך אחרת מהם מנגנונים אלו” אמר מוריסון.

תאי גזע יוצרים את כל הרקמות בגוף האדם המתפתח, ומאוחר יותר בחיי האדם מספקים תאים חלופיים כאשר רקמות בוגרות ניזוקות או נשחקות.

תאי גזע בבוגר ממשיכים להתחלק לכל אורך חיי האדם, ובכך מרעננות את מאגר תאי הגזע עצמם וכן יוצרות תאים אחרים המתמיינים לרקמות מתמחות כגון שריר, עצב או דם.

כמו מרבית התאים בגוף, תאי גזע מתחלקים ע”י מיטוזה, תהליך הכפלת הכרומוזומים וחלוקת סט שלם לכל אחד משני תאי הבת.

במהלך מיטוזה, מולקולת הדנ”א הדו-גדילית נפרדת לשתי שרשאות משלימות של חומר גנטי. כל גדיל כזה מהווה תבנית ליצירת שני סלילים כפולים.

דנ”א מקודד לאינפורמציה תוך שימוש בארבע אותיות. כל פעם שגדיל חדש נבנה לאורך הגדיל הישן יש סיכוי שאות גנטית לא נכונה תוכנס בגדיל החדש, דבר שיצור מוטציה שעלולה לגרום לסרטן.

היפוטזת הגדיל האלמותי, שהוצעה ב1975, גורסת כי תא הגזע המתחלק בבוגר תמיד משאיר את הגדיל התבנית הישן או ה'אלמותי'. הגדיל החדש, המועד למוטציות מועבר לתאי הבת שיוצרים רקמות ספציפיות.

תהליך זה של חלוקה לא רנדומלית, נקרא סגרגצית כרומוזומים א-סימטרית. תאי גזע בבוגר משתמשים בו להפחתת הסיכוי לצבירת מוטציות מסוכנות, לפי היפוטזת הגדיל האלמותי.

לבחינת רעיון זה, קבוצת המחקר של מוריסון נתנה לעכברים חומר לסימון דנ”א, בשם BrdU, במשך מספר ימים, על מנת לתת זמן לדנ”א לספוח את הסמן. לאחר מכן הם מפיקו את תאי הגזע יוצרי תאי הדם ובחנו כמה מהם שמרו על הBrdU.

אם היפוטתזת הגדיל האלמותי נכונה לגבי סגרגציה א-סימטרית, תחת תנאים ניסויים מסויימים תא הגזע ישמור על סמן הBrdU.

“מה שמצאנו הוא שרבים מתאי הגזע לא שמרו על הסימון”, אמר מוריסון, חוקר במרכז ברפואי ע”ש הווארד יוז.

” למעשה, מה שקרה עם הסימון הוא לחלוטין תואם את מה שהיינו מצפים שיקרה בסגרגציה רנדומלית של הכרומוזומים – שמוכרת כדרך באמצעותה מרבית התאים מתחלקים – והיה לחלוטין לא תואם, בכל הקשר שבדקנו, להיפותזת הגדיל האלמותי.”

הניסויים הראו גם, כי BrdU אינו סמן רב-תכליתי עבור תאי גזע כפי שחוקרים רבים סברו.

מספר חוקרים הניחו, כי תאים השומרים על BrdU שנמצאו ברקמות שונות, הם תאי גזע. אך מוריסון ושותפיו הם הראשונים שידוע כי בדקו בזהירות את 'נקיון' תאי הגזע בין התאים מכילי BrdU, והם מצאו כי זהו “סמן מאוד לא רגיש ולא ספציפי”.

המאמר בעיתון Nature פורסם ברשת בתאריך 29 לאוגוסט. הכותב הראשי הוא מארק קייל מהמכון למדעי החיים באוניברסיטת מישיגן, המחלקה לרפואה פנימית של אונ' מישיגן, והמכון הרפואי ע”ש הווארד יוז.

“מחקר זה טוען כי על חוקרים לבחון את שמירת BrdU בתאים כסמן לפני שהם מניחים שניתן להשתמש בשיטה זו לזיהוי תאי גזע ברקמות אחרות,” אומר קייל.

פרט לקייל ומוריסון, חוקרים נוספים מאונ' מישיגן השותפים למחקר הם שנגווי הא, רינה אשכנזי, שרה גנטרי וטרשט ג'קסון. מוניקה תטא וג'ייק קושנר מאוניברסיטת פנסילבניה גם שם שותפים למאמר. העבודה נתמכה ע”י המכון לרפואה ע”ש הווארד יוז, המכון הלאומי להזדקנות ומעבדת המחקר של צבא ארה”ב.

להודעה לעיתונות של אוניברסיטת מישיגן