00
עדכונים

מנוי במייל

קבלת עדכונים על רשומות חדשות ישירות לתיבת האמייל
יש להזין אימייל תקין על מנת להרשם לעדכונים
ברגעים אלו נשלח אליך אימייל לאישור/ביטול ההרשמה
*שים/י לב, מרגע עשית מנוי, כותב/ת הבלוג יוכל לראות את כתובת האמייל שלך ברשימת העוקבים.
X

מדע אחר

המראה האפלה של דוריאן גריי: על תאי הגזע העובריים והמושרים

 

חלק מהרצאה שנייה בקורס 'מתא לרקמה', שאני מעביר בטכניון בימי ראשון, בין השעות 13:30 ל- 15:30. נא לשים לב שב- 30.10.2011 לא תתקיים הרצאה עקב נסיבות אישיות.

 

כאשר היה דוריאן גריי בשנות העשרים המוקדמות לחייו, זכתה דמותו להיות מונצחת בציור יוצא-דופן. הצייר המוכשר הצליח לתפוס את זיק הנעורים שבעיניו, את החיוך החושני בשפתיו ואת העמידה הזקופה והמבט קדימה של עלם היודע כי העולם מחכה לו ורק לו.

ואז רצח דוריאן גריי, בפעם הראשונה בחייו.

אין בית משפט בעולם אשר יקבע כי היה מדובר ברצח, אך האשמה הייתה מוטלת על כתפיו של גריי. הוא פיתה נערה צעירה ויפהפייה, וזנח אותה לאנחות זמן קצר לאחר מכן. הצעירה האומללה לגמה ביגונה מכוס התרעלה, והחזירה נשמתה לבורא. דוריאן גריי התאבל. השפתיים קיבלו נטייה קלה כלפי מטה. כתפיו שחו. קמטים של התפכחות נוספו מסביב לעיניו. אך כל השינויים הללו התרחשו רק בתמונה שצוירה עבורו.

כלפי חוץ, נשאר דוריאן גריי אותו אדם בדיוק. רק התמונה השתנתה.

שחקנית התיאטרון הייתה רק הראשונה בכיבושיו הרומנטיים של גריי. מראהו הנערי והתמים משך אליו צעירות כרפרפים אל להבת הנר, ושמו יצא לשמצה אצל כל האבות באנגליה. בעשרים השנים שלאחר ציור התמונה, הוא נהנה מכל חטא שהיה יכול לחשוב עליו, עד אשר רצח גם את חברו הטוב ביותר. וכל אותה עת, הוא המשיך לשמור על המראה הצעיר בו ניחן בעת ציור התמונה. רק התמונה השתנתה כדי לשקף את תלאות הגיל והתעוותות הנפש. וכאשר הושמדה לבסוף, מקץ שנים רבות, גם גופו של גריי הזדקן בשניות ספורות וקרס תחת הנטל.

'תמונתו של דוריאן גריי', כשמו של הסיפור מאת אוסקר וויילד, הייתה יותר מתמונה עבור גריי. היא היוותה עבורו את המראה האפלה של הנפש, זו שזוכרת כל עוול שעשינו לאנשים שסביבנו ומשתנה בהתאם.

כאשר סיימתי לקרוא לראשונה את הסיפור, גיליתי כי מנקרת בי שאלה מטרידה. האם תיתכן גם מראה אפלה של הגוף? מעין מטאפורה שתלבש חיים אמיתיים ותראה לנו כיצד היה יכול גופינו להיראות אילולא עברו עליו תלאות אלו ואחרות במהלך חיינו? האם אוכל לדעת איך הייתי נראה אילולא בחרתי להעביר את ימיי מול המקלדת והמסך? או אילו הייתי נולד בגיל שבעה חודשים ושורד, במקום בגיל תשעה חודשים?

בשלב מסוים בלימודי הביולוגיה, גיליתי כי מראה אפלה כזו של הגוף אכן אפשרית, אך רק ברמה המוקדמת והחשובה ביותר – בתהליך ההתפתחות הראשוני והמוקדם ביותר של גוף העובר. למראה שכזו, שיכולה לצוץ בכל אחד מאיתנו במהלך החיים, יש שם שמעיד על טבעה: טראטומה, או 'גידול אימתני' ביוונית.


המראה האפלה של הגוף

על טיבו מטיל האימה של הגידול ניתן ללמוד מסיפורו של ג'ורג' (שם בדוי), ילד רגיל ככל הילדים. הוא אהב לשחק בחצר, לישון אצל חבריו ולהכין שיעורי בית בחריצות מדי יום.

ואז, בגיל 14 שנים, קפצה עינו הימנית החוצה.

ובכן, זה לא מדויק. האמת היא שגלגל העין נדחק באופן הדרגתי אל מחוץ לארובת העין, עד שהעפעפיים בקושי הצליחו להיסגר מסביב לעין עצמה. תופעה זו לוותה בכאבי ראש עזים, כאבים באזור העין ובאופן לא-מפתיע כלל – ליקוי ראייה קשה.

הרופאים פעלו בזריזות. צילומי MRIחשפו את קיומו של גידול סרטני רחב-מימדים מאחורי העין. למרבה המזל, הגידול טרם שלח גרורות ממאירות. לרוע המזל, הוא המשיך לגדול ולדחוק הצידה רקמות שונות ונחוצות בתוך הגולגולת. היה ברור שהמצב לא יכול להימשך כך לאורך זמן, וההחלטה התקבלה לסלק את הגידול בניתוח מורכב. גוש הבשר הגדול סולק בהצלחה מתוך הגולגולת והושלך לתוך אגן המתכת הסטרילי שלצד המנתח.

אחות אחת צרחה.

מבט קרוב בגידול חשף מחזה יוצא-דופן: לגידול היה שיער. ולא רק שיער, אלא גם רקמות שומן, שריר, עצם, סחוס, עצבים – וגם שן קטנה ובראשיתית. כל הרקמות הללו הופיעו בתוך גידול שהיה כלוא בתוך חלל הגולגולת. קשה להאשים את האחות שצרחה, מכיוון שהטראטומה מזכירה יותר מכל עובר אשר נכשל בהתפתחותו, וכל רקמותיו התבלבלו עליו. זהו מחזה מבעית ומרומם-נפש באותה העת, מכיוון שרק כאשר אנו צופים במראה האפלה של הגוף וחוזים בתוצאותיו של תהליך גדילה מעוות ופגום, אנו יכולים להבין עד כמה מורכב ומסוכן היה מסעו ההתפתחותי של העובר.


העובר - ההתחלה

ברגע שהביצית קולטת לתוכה תא זרע ומופרית, היא נחשבת לעובר, ועולה על הדרך להתפתחות לתינוק בריא ושלם. היא מתחלקת בפעם הראשונה, ותוך יום וחצי משלימה את חלוקתה הראשונה. יום אחד לאחר מכן היא כבר משלימה שתי חלוקות נוספות, והעובר מורכב עתה משמונה תאים. לאחר ארבעה ימים מורכב העובר מכמה עשרות תאים, המסתדרים בתצורה המאפיינת עוברים בכל רחבי עולם החי מהתולעים, דרך העכברים והפילים ועד לבני-האדם. התאים מתארגנים במרחב ויוצרים כדור תאים חלול המכונה בלסטוציט.

ישנם שני חלקים חשובים בכדור: הפנים והחוץ. השכבה החיצונית של התאים מכונה טרופקטודרם, וממנה יתפתחו הרקמות החוץ-עובריות, כגון השיליה. היא חשובה ביותר, אך היא אינה מתפתחת לרקמותיו של העובר עצמו. במרכז הכדור נמצא האוצר עצמו: תאי הגזע העובריים, אשר בתשעת החודשים הקרובים יתחלקו פעמים רבות, יתמיינו ויסתדרו וייצרו את העובר כולו.

מה מבדיל את תאי הגזע העובריים מתאים רגילים? ניתן לדמות את התאים העובריים כילדי בית-ספר. כאשר הם צעירים, הם יכולים לרכוש להם כל מקצוע שירצו. אם יקבלו את ההוראות הנכונות, יכולים תאים אלו להתבגר להפוך לתאי עור, לב, כבד, או כל רקמה אחרת הקיימת בגוף. אך מהרגע שקבעו התאים את עיסוקם החדש, הם אינם יכולים להחזיר את השעון אחורנית. המקצוע בו בחרו יישאר שלהם לתמיד, והם לא יוכלו להחליפו עד ליום בו ימותו. תכונה זו מכונה 'פלורי-פוטנטיות' – בעלי יכולת מרובה.

הבדל אחר בין תאי הגזע העובריים לתאי הגוף הרגילים טמון ביכולתם של התאים העובריים להתחלק ולהתרבות ללא הגבלה. בניגוד לתאי גוף רגילים שאינם מסוגלים להתחלק יותר מכמה עשרות פעמים לפני שיזדקנו וימותו. לכן הם מכונים 'נצחיים' – Immortal. תכונה זו נחוצה להם כדי שיוכלו להתחלק פעמים רבות וליצור את העובר כולו. בדרך זו מתהווה גוף העובר המכיל אלפי-מיליארדי תאים, מתוך קבוצה של כמה עשרות תאי גזע עובריים השוכנים במרכז הבלסטוציט.

תכונות אלו של תאי הגזע העובריים הפכו אותם לנחשקים במיוחד עבור מדע הרפואה, מכיוון שהם עשויים לשמש אותנו לריפוי מחלות רבות ושונות. בסוכרת נעורים, למשל, מתים התאים המייצרים את האינסולין ושולטים על חילוף החומרים בגוף. אם נוכל לקחת תאי גזע עובריים, להפוך אותם במבחנה לתאים המייצרים אינסולין ולהשתיל אותם בגוף החולה, אזי נקבל תרופה לסוכרת הנעורים. באופן דומה אנו עשויים להצליח לטפל במחלת פרקינסון בה מתים תאי עצב ספציפיים במוח, בפציעות בשרירים ובעצמות, ובשפע של בעיות רפואיות אחרות.

אנחנו רק צריכים למצוא דרך לשכנע את תאי הגזע העובריים להתמיין ולהפוך לסוגי התאים שאנו רוצים. וכאן לפתע אנו נתקלים בבעיה. ברגע שנוציא את תאי הגזע העובריים מתוך הבלסטוציט וננסה לגדל אותם בצלחת פטרי, נגלה שקשה להחריד לשכנע אותם לעשות כרצוננו. כל אחד מהתאים ייכנס להיסטריה וינסה ליצור עובר שלם בכוחות עצמו. הוא יתחלק פעמים רבות וייצור כדור תאים שילך ויגדל. אנו מכנים כדור זה בשם 'גופיף עוברי' או embryoid body.

אם ניקח את אחד הכדורים הללו לאחר מספר ימים, נגלה בתוכם מספר רב של תאים השייכים לרקמות רבות ושונות. אלו יכללו תאים הקיימים בדרך-כלל רק בעור, תאי שומן, תאי שריר לב פועמים, תאי עצב ועוד ועוד.

מזכיר לכם משהו?


הגופיף העוברי כמראה אפלה

הגופיף העוברי הינו התוצר של תא גזע עוברי שיצא מכלל שליטה. הוא אינו מקבל עוד את הסימנים והאותות שהיה אמור לקבל בתוך הבלסטוציט. כל הרסנים מוסרים ממנו, והוא פותח במרתון של חלוקה והתמיינות נואשות בתקווה הנואלת ליצור עובר שלם. על הדרך הוא מביא ליצירתן של רקמות אשר אמורות להיות בעובר, אך אלו אינן מסודרות ואינן מאורגנות.

זוהי, למעשה, טראטומה. והטראטומה במקרה זה אינה יותר מתהליך גדילה עוברי שנכשל, התניע עצמו מחדש – ונכשל עוד יותר בגדול. היא משמשת עבורנו כמראה האפלה של הגוף, זו שמשקפת את מראה הגוף העוברי אילו היה מתרחש 'קצר בתקשורת', ותאי הגזע העובריים לא היו מקבלים את כל האותות וההוראות שהם צריכים. והיא נוראית לא פחות מתמונתו של דוריאן גריי, ואולי אף יותר.

אבל אפשר לעשות בה שימוש.


להעביד את המפלצת?

חוקרים רבים נהגו לגדל גופיפים עובריים, לאתר בתוכם את הרקמות הספציפיות שעניינו אותם, להפריד אותן מהגופיף ולגדלן בנפרד. תאים אלו עשויים היו לשמש למטרות רפואיות – למשל, לצרכי השתלה – אילולא העובדה שההפרדה מיתר התאים לעולם אינה מושלמת, וכמעט תמיד נשארו ברקמה מספר תאים מהגופיף המקורי, שהיו יכולים להמשיך להתחלק וליצור את הגופיף והטראטומה מחדש, גם לאחר ההשתלה בגוף החולה. וזוהי, כמובן, אינה התוצאה הרצויה. יום אחד, כנראה שנצליח למצוא את הדרך להורות לתאי הגזע העובריים להתמיין אך ורק לסוג הרקמה בה אנו חפצים, אך עוד ארוכה הדרך.

והאמת היא שגם אם היינו מצליחים להסביר לתאי הגזע את רצונותינו, זה לא היה עוזר. מכיוון שגם אם היינו לוקחים תאי גזע עובריים מעובר אנושי כלשהו, הופכים את כולם לרקמה המבוקשת ומשתילים אותה בגוף החולה, התוצאה לא הייתה משביעה רצון. החולה, כנראה, היה מת מזיהום פנימי, שנגרם כתוצאה מכך שמערכת החיסון שלו תקפה את הרקמה שהושתלה.

וזאת, בוודאי תסכימו, בעיה קשה.

הסיבה לזיהום היא שמערכת החיסון של כל אינדיבידואל מתנגדת לחדירתם של תאים זרים מן החוץ. מקורם של תאי הגזע העובריים הינו בעובר שמעולם לא היה חלק מהגוף הבוגר, ולכן הגוף המקבל את השתל יתקוף אותם במרץ וינסה לקטול אותם. כל רקמה שתופק מתאי הגזע העובריים הללו תזוהה גם היא כזרה ותזכה לטיפול עוין דומה.

כיצד ניתן לפתור את הבעיה? בקלות רבה. כל שעלינו לעשות הוא לקחת תאי גזע עובריים מגופו של החולה עצמו, להפוך אותם במבחנה לרקמה הרצויה ולהשתילה בגופו. אלא שאליה וקוצים בה – לא ניתן למצוא תאי גזע עובריים בגופו של האדם הבוגר. אלו נעלמים במהלך הגדילה העוברית.

אבל מה אם נוכל ליצור אותם מחדש, מתאיו של האדם עצמו? להסיט אחורנית את מחוגי השעון של חלק מהתאים הבוגרים בגוף, ולהשיבם למצב בו היו עם תחילת ההתפתחות, כתאי גזע עובריים? להשרות עליהם, למעשה, נעורים מחדש?

וזה בדיוק מה שעשה שיניה ימאנקה בשנת 2006.


התאים שטעמו מתפוח הנעורים

בשנת 2006 קנה שיניה ימאנקה את עולמו ואת מקומו בהסטוריה של המדע, בניסוי שהדיו ממשיכים להדהד עד היום בקהילה המדעית. ימאנקה השתמש בתאי פיברובלסטים שהופקו מעורו של עכבר, גידל אותם בצלחת פטרי, ובאמצעות הנדסה גנטית משוכללת הצליח להשיב להם את נעוריהם. הפיברובלסטים, שעד אותו רגע התנהגו ככל תא בוגר בעל דרך-ארץ וחיו את חייהם מבלי להתחלק, הגיבו לחידוש הנעורים בהתלהבות יתירה. הם התחלקו ללא שליטה, ומילאו צלחות פטרי שלמות בצאצאיהם. צאצאים אלו (שהיו למעשה עותקים מדויקים של הוריהם), היו צעירים גם הם והחלו להתבגר בקצב מסחרר, תוך שכל אחד מהם בוחר מחדש את מקצועו בחיים. תוך שבועות ספורים, התמלאו אותן צלחות פטרי בתאי לב בוגרים ופועמים, בתאי כליה ותאי כבד פעילים ואפילו בתאי עצב שניסו להתחבר לתאים אחרים ולהעביר אליהם מסרים. בקיצור, טראטומות למכביר. ימאנקה השתמש במבחן 'המראה האפלה' כדי לוודא שהתאים אכן מסוגלים ליצור את כל סוגי הרקמות בגוף – גם אם לא בסדר ובארגון הנכון.

כיצד החזיר ימאנקה את מחוגי השעון אחורנית?

ימאנקה ניצל וירוסים – המזרקים הקטנים ביותר בעולם – כדי להחדיר לפיברובלסטים ארבעה גנים חשובים במיוחד: Oct3/4, Sox2, Klf4ו- C-Myc. כל ארבעת הגנים הללו משמשים כ- 'וסתי על'. המשמעות היא שהם משמשים כמתגים השולטים על הפעלתם או כיבויים של אלפי גנים אחרים. כאשר הגן SOX2מופעל, הוא יכול להפעיל עוד 1,300 גנים אחרים בתוך התא. כאשר הוא מכובה – חלק גדול מהגנים האחרים יכובו גם הם. Oct3/4מסוגל להפעיל לבדו 623 גנים, וגם Klf4ו- C-Mycאינם קוטלי קנים בפני עצמם.

וסתי-העל מאפשרים לתא להתחלק ולהתמיין ולרכוש לעצמו מקצוע. מסיבה זו, ברגע שתאי הגזע העובריים מתחילים להתבגר, ארבעת וסתי-העל מושתקים וננעלים, והתאים מאבדים את יכולתם להשתמש בהם במשך רוב ימי חייהם. אבל הוירוסים של ימאנקה החדירו את ארבעת וסתי-העל לתוך התאים הבוגרים כשהם אינם מושתקים, והתא התחיל להשתמש בהם כאילו היו שלו. כך החלה תגובת שרשרת שהחזירה את התא כולו לימים בהם היה צעיר, וכל האפשרויות היו פתוחות בפניו לחלוקה ולבחירת מקצוע. היא החזירה אותם, למעשה, למצב של תאי גזע עובריים. תאים אלו מכונים כיום 'תאי גזע מושרים'.

טכניקה זו הודגמה בהצלחה גם על תאים אנושיים. המשמעויות עצומות. אנו יכולים כיום לגרד תאי עור מזרועו של אדם ולהפוך אותם במבחנה לתאי גזע מושרים. תאי הגזע המושרים ייצרו גופיפים עובריים, ומתוכם נבחר את הרקמות שנרצה ונשתיל אותן בגופו של אותו אדם ממנו לקחנו את תאי העור. בדרך זו ניתן לייצר תאי לב שיחליפו את התאים שמתו לאחר התקף לב, ליצור תאים שישתלבו בעצמות שנפגעו וכן הלאה. מערכת החיסון לא תפצה פיה – היא תזהה את התאים שהושתלו כתאים שהגיעו מהחולה עצמו, ותעלים עין מכל התהליכים שעברו מחוץ לגוף.


רפואה למחלת פרקינסון?

שנתיים בלבד לאחר מחקרו הראשוני של ימאנקה, הצליחה קבוצת המחקר של רודולף ייניש לרפא חלקית את מחלת פרקינסון בעכברים. מחלת פרקינסון נובעת בעיקר כתוצאה ממוות של תאי עצב ספציפיים במוח. ייניש לקח תאי עור מקצה הזנב של עכברים חולי פרקינסון, והחזיר אותם למצב של תאי גזע מושרים בתוך צלחות פטרי. התאים הצעירים-מחדש התחילו לנסות להבין מה יהיה מקצועם בחיים, וייניש סייע להם על-ידי הוספת חומרים כימיים מסוימים לצלחת, אותם פירשו התאים כהוראות להתמיין לתאי עצב. מתוך הרקמה העצבית הענפה שצמחה בצלחות הניסוי, בררו החוקרים את תאי העצב שחסרים במחלת פרקינסון, והשתילו אותם בלבד במוחותיהם של העכברים בנסיון לרפאם.

התוצאות היו דרמטיות במיוחד, ועלו על המצופה:התאים השתלבו היטב במוחם של ארבעה מתוך חמישה מהעכברים, וחל שיפור ניכר ביכולתם של העכברים לשלוט על תנועותיהם. ואולם, רק עננה אחת העיבה על השמיים הבוהקים שנפתחו בפני הטיפול החדש במחלת פרקינסון: במוחותיהם של חלק מהעכברים שעברו את הטיפול החל להיווצר גידול סרטני.

הסיבה לכך טמונה בתהליך ההנדסה הגנטית שעוברים התאים. ארבעת וסתי-העל המוחדרים לתוכם מאפשרים אמנם לאלפי גנים אחרים לפעול ומשחזרים את יכולתו של התא להתמיין מחדש, אך הם גם דוחפים את התא להתחלק כל העת. מכיוון שכך, הפיברובלסטים הצעירים-מחדש של ימאנקה וייניש הם למעשה סוג של תאים סרטניים – אם יוזרקו לגוף, הם יתחלקו ללא שליטה וייצרו גידול סרטני, מהסוג שהתגלה במוחותיהם של העכברים חולי הפרקינסון בהם הושתלו התאים.

כיצד ניתן לעצור את התאים הצעירים-מחדש מיצירת סרטן? אחת מהאפשרויות העומדות כיום על הפרק היא שימוש בפרומוטרים של וירוסים 'חמקנים', הנקראים גם לנטי-וירוסים וכוללים וירוסים ממשפחת ההרפס ו- HIVהגורם לאיידס. הגנים שוירוסים אלו מכניסים לתא מושתקים תוך זמן קצר, ונכנסים לתרדמת בתוך התא. משום כך, הם יכולים לספק בדיוק את פרץ 'ההתנעה מחדש' שהתאים הבוגרים זקוקים לו כדי לחזור לשלב עוברי, ולהפסיק לפעול לאחר מכן.

זהו פתרון אפשרי, אך לא בהכרח פתרון טוב, מכיוון שידוע כי וירוסים אלו נוטים 'להתעורר' ולהדביק מחדש את התאים מפעם לפעם. במקרה שוירוס ההרפס מתעורר ומתפשט מחדש בקרב התאים, הרי שהנזק הגדול ביותר הוא פצעון הרפס קטן על השפתיים. אך אם אחד מוסתי העל יתעורר לחיים מחודשים בתאי הגוף, לא ניתן יהיה לפטור 'גידול סרטני קטן מפעם לפעם' באותה הקלות.

הפתרון המוצלח ביותר כיום מתבסס על שיטה חדשנית לשחזור נעורי התאים. במקום להחדיר את ארבעת הגנים וסתי-העל בהנדסה גנטית לתוך התא, מחדירים החוקרים חלבונים שעושים פעולה דומה לזו של הגנים. החלבונים עושים את פעולתם במשך מספר ימים, משקמים את נעורי התאים ולאחר מכן מתכלים ונהרסים. התא זוכה בנעוריו המחודשים, ואינו נושא כל סימן להתערבות חיצונית או להנדסה גנטית. ב- 2009 הצליחה קבוצת חוקרים להשיב לראשונה לתאי פיברובלסטים את נעוריהם על-ידי שימוש בחלבונים בלבד. סביר להניח שבשנים הקרובות תתפוס שיטה זו תאוצה, מכיוון שהיא הבטוחה ביותר לשימוש קליני, ואינה מערבת אלמנטים של הנדסה גנטית שעלולים להביא לפגיעות בקוד הגנטי של התא.


סיכום

המראה של דוריאן גריי שקפה את העיוותים שעברה נשמתו. הטראטומה משקפת כמראה אפלה את תהליכי הגדילה המעוותים של העובר הכושל, אך בד בבד היא יכולה ללמד אותנו לקחים יקרי-ערך אודות הביולוגיה ההתפתחותית. בשימוש נכון, היא עשויה גם להניב עבורנו רקמות שנוכל להשתיל בגוף האנושי ולרפא באמצעותן מחלות כפרקינסון, מחלות לב, שבצים מוחיים ואחרות. הדרך לריפוי מלא עוד ארוכה, אך שתי רגלינו – וכל אלו שניצור בעתיד – כבר החלו ללכת לאורכה, והן לא מתכוונות לעצור.

 

בהמשך ההרצאה (שמופלא הרבה יותר מחלק זה) נדון במגוון הדרכים בהן מתקשרים התאים העובריים אחד עם השני ומכווינים זה את צעדיו של זה.

הוספת תגובה

נשארו 150 תוים
נשארו 1500 תוים

16 תגובות

© כל הזכויות לתוכן המופיע בדף זה שייכות ל רועי צזנה אלא אם צויין אחרת