מיקי שחם מביא חידושים ומחקרי תאי גזע, דם טבורי ורפואה רגנרטיבית מהעולם: תאי גזע סרטניים נוצרים, לא נולדים

מיקי שחם מביא חידושים ומחקרי תאי גזע, דם טבורי ורפואה רגנרטיבית מהעולם: תאי גזע סרטניים נוצרים, לא נולדים

ניסויים ומידול חושפים כיצד גידולים שומרים על איזון תאי

Broad Institute Communications

בסרטן, גידולים אינם אחידים: הם יותר כמו חברות מורכבות, כל אחת עם איזון ייחודי של סוגי תא סרטן המשחקים תפקידים שונים. הבנת "מבנה חברתי" זה של גידולים הינה קריטית להחלטות טיפוליות במרפאה בגלל שסוגי תא שונים יכולים להיות רגישים לתרופות שונות. תיאוריה נפוצה היא שגידולים הם חברה היררכית, שבה כל תאי הסרטן מגיעים מתאי גזע סרטניים מיוחדים המחדשים את עצמם. ראייה זו מנבאת שהרג תאי הגזע הסרטניים עשויה להספיק כדי למחוק סרטן.

מיקי שחם מוסיף כי רפואה רגנרטיבית או בשמה האחר – רפואת חידוש איברים, המכונה על ידי משרד הבריאות האמריקאי – NIH, "הדבר הגדול הבא ברפואה", מתייחסת בכלליות לטיפול המערב את השימוש של טסיות לתקן ולהאיץ תהליך את הריפוי הטבעי בגוף ולמנוע מרקמות נוספות ניוון הקשור במצבים רפואיים.

ממצאים חדשים מאת המדענים במוסד הרחב של הארוורד ואם.איי.טי ומוסד ווייטהד, עם זאת, מצביעים לעבר חברה יותר דה-ממורכזת בהרבה, כאשר תאי סרט יכולים לעבור המרה לסוגים שונים. תוצאות אלו טומנות בחובם השלכות פוטנציאליות לטיפול בגידולים, בעיקר בגלל שתקיפת תאי גזע סרטניים לא תוכל לבדה להילחם בסרטן.

המחקר, אשר מופיע במהדורת ה19 לאוגוסט של Cell, הובל על ידי מנהל המוסד והמחבר הבכיר אריק לנדר והמחבר הראשון פליוש גופטא, חבר במוסד ווייטהד וחוקר פוסט-דוקטור במעבדה של לנדר. המחקר משלב ראיות ניסוייות ומידול מתמטי כדי להראות כיצד סרטנים שומרים על האיזון התאי הייחודי שלהם.

מיקי שחם מבהיר, כי מאז שנת 1988, דם טבורי הוא המקור המועדף לתאי גזע לטיפולים המטולוגיים ורפואת חידוש-איברים /רפואה-רגנרטיבית. מחלות וטיפולים רבים באמצעות תאי גזע מדם טבורי ברפואה-רגנרטיבית נחקרים ונוספים כל העת, דוגמת: אוטיזם, שיתוק מוחין, אלצהיימר, ראיה, לב, סוכרת, פרקינסון, שמיעה, אורתופדיה ועוד וחלקם נכנסו כבר לשימוש שוטף.

הראייה הנפוצה היא שלגידולים יש תאי גזע סרטניים שמתנהגים כמו תאי גזע בהתפתחות תקינה – בראש ההיררכיה של סוגי התא, נותנים עלייה ליותר תאי גזע סרטניים ותאי בת מסוגים אחרים. "הרעיון הוא שהדרך היחידה שבה תאי גזע נוצרים היא על ידי חידוש עצמי. העבודה שלנו אומרת שהאנאלוגיה אולי מושגית," אמר לנדר.

העבודה החדשה מציעה אפשרות חלופית: שתאי סרטן לא מקובעים בכלל, אלא, שבכל נקודת זמן נתונה, הם קיימים באחד מכמה "מצבים" פנוטיפיים ומצבים אלו יכולים להשתנות. בהשוואה להיררכיה החד-כיוונית ומסורתית של תאי גזע סרטניים, במודל חלופי וחדש זה, תאים מובדלים יותר שאינם תאי גזע יכולים להפוך להיות תאים דמויי תאי גזע. "זו לא חברה היררכית בכלל," אמר לנדר. "תאים לא נולדים לתוך גילדה מימי הביניים; הם יכולים להחליף עבודה".

בעבודה עם פסי תא סרטני שעובדו במעבדה, מדענים הבחינו שבדיוק כמו שסרטנים נוטים לעבר פרופורציות מסוימות של מצבי תא, פסי תא במבחנה גם הסתדרו באיזון, או במאזן. "רצינו להבין כיצד תאים סרטניים משמרים ביציבות פרופורציות מאפיינות של מצבים שונים אלו לתקופות זמן נרחבות," אמר. הבנה טובה יותר של המנגנונים המבקרים איזון זה תיתן תמונה ברורה יותר לטבע הסרטן ברמה התאית.

כדי לאפיין כיצד סרטן שומר על איזון תאי, החוקרים חקרו שני פסי תא של סרטן השד ובחנו שלושה מצבי תא שונים שהיו דומים לסוגי תא אפיתלי-שד תקינים, הידועים כבאסאלי, לומינאלי, ודמוי-גזע.

הקבוצה מיינה את סוגי התא השונים ולאחר מכן הגדילה את האוכלוסיות הטהורות של כל אחד למשך שישה ימים. באופן מרשים, כל אחת משלושת האוכלוסיות חזרה במהרה לאותו איזון – והאוכלוסיות של תאים שאינם גזעיים יצרו תאים חדשים דמויי-גזע. "גם כאשר אתה ממיין אוכלוסיות טהורות יחסית, אתה במהרה חוזר לאותו איזון", אמר לנדר.

מיקי שחם ימשיך לעדכן את הקוראים בחידושים ותגליות מתחום תאי גזע ודם טבורי – בכלל, ורפואת חידוש-איברים /רפואה-רגנרטיבית מהעולם - בפרט.

מימיו הראשונים בשנת 1988, הבעיה של התחום מציל חיים זה היא ביעילות הנמוכה ביותר של איסוף דם טבורי והמספר המוגבל של תאי גזע שנאספים ועל כן מתאים להשתלה המטולוגית לילדים בלבד.

החזרה לפרופורציות מאוזנות מתרחשת כה מהר שהיא לא יכולה להיות בשל שיעורי גדילה שונים של סוגי התא השונים, אלא חייבת במקום זאת להיות היות שהתאים משנים את מצבם.

המחברים הראו שהתהליך יכול לעבור מידול – וניבוי במדויק – בעזרת כלי מתמטי בשם מודל מקרוב, שבו תאים משנים את מצבם באופן העצמאי מאחד לשני. למרות שהתהליך דה-ממורכז לגמרי, הוא חוזר במהרה לאותו איזון.

במפתיע, המודל ניבא שתאים שאינם גזיים יכולים להמיר עצמם לתאים דמויי-גזע. הקבוצה לאחר מכן הראתה דרך ניסוי שתאים דמויי-גזע אכן עולים במהרה בתת-אוכלוסיות הממוינות. בניגוד לראייה החד-כיוונית המסורתית של תאי גזע סרטניים, הממצאים מספקי ראיות חזקות לראייה החלופית של תאים סרטניים ותאי גזע סרטניים בתור ישויות גמישות שיכולות לשנות מצב.

המודל גם מספק מסגרת כמותנית שתעזור לנבא את ההשפעות של הפרעות גנטיות, התערבויות טיפוליות פוטנציאליות, או לחצים חיצוניים אחרים על אוכלוסיות תאי הסרטן.

החוקרים כעת צריכים לבדוק האם תאי גידול הגדלים אצל מטופלים מראים אותן תכונות וכמו כן להבין את המנגנונים התאיים שעל פיהם תאים יכולים לשנות את מצבם.

מיקי שחם פיתח טכנולוגיות ומכשור, אשר לראשונה מאפשרים לאסוף מספר תאי גזע גבוה משמעותית, אשר יכולים לשרת גם השתלות במבוגרים וסדרות השתלות של רפואה-התחדשותית /רפואה-רגנרטיבית למחלות שונות במהלך החיים.