מדענים ממכון ויצמן למדע בישראל, ומאוניברסיטת קיימברידג', אנגליה, הצליחו לראשונה להפיק במעבדה, מתאי אדם, תאי גזע מקדימי זרע וביצית, התאים העובריים שמהם מתפתחים בהמשך, הזרע והביצית. זו הפעם הראשונה שבה הצליחו מדענים לגדל תאי אדם בשלב התפתחותי מוקדם כל כך. ממצאי מחקרם מתפרסמים היום (ד', 24.12.14)
במהדורה המקוונת של כתב-העת המדעי Cell.
ד"ר יעקוב חנא מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן למדע, שהוביל את המחקר עם תלמידת המחקר במעבדתו, ליהי ויינברגר, אומר שמחקר זה עשוי לספק תובנות חדשות באשר לשלבים המוקדמים ביותר של התפתחות העובר, ואולי, בעתיד, לסייע בקידום שיטות טיפול חדשות בתחום הרבייה.
רעיון מ-2006
מדענים רבים, במקומות שונים בעולם, מנסים כבר שנים ליצור תאי אדם מקדימי זרע וביצית בתנאי מעבדה. תאים אלה גדלים בשבועות הראשונים של התפתחות העובר, כאשר תאי הגזע העובריים בביצית המופרית מתחילים "להתמחות" ולהתמיין לסוגי התאים השונים. ברגע שתאים אלה "בוחרים" להתמיין ולקבל על עצמם מסלול מסוים, המוביל להתפתחות איבר מסוים, הם ממשיכים להתפתח לאורך המסלול - פחות או יותר באופן אוטומטי. בדרך הטבע, כמה מהם מתחילים להתפתח במסלול שמוביל להתפתחות תאי ביצית או תאי זרע.
התאים המצויים בשלבים הראשונים במסלול זה קרויים תאים מקדימי זרע, או ביצית. הרעיון להפיק במעבדה תאים בשלב התפתחותי מוקדם זה, עלה כבר בשנת 2006, כאשר מדענים הצליחו, לראשונה, להחזיר תאים בוגרים לשלב מוקדם יותר בהתפתחות, ולהפוך אותם לתאי גזע מושרים, המסוגלים, שוב, לבחור מסלול התמיינות ולהתפתח לאורכו עד ליצירת תאים של רקמות שונות.
רק השלב הראשון
במחקר קודם, פיתח ד"ר חנא שיטות חדשות שבהן אפשר לייעל במידה רבה מאוד את הפיכתם של תאי אדם בוגרים לתאי גזע מושרים. המחקר עסק בהבדלים שבין תאי גזע מושרים של בני-אדם לבין תאים עובריים של עכברים. את תאי העכבר העובריים אפשר לשמור ולגדל במעבדה בקלות יחסית, בעוד שאת תאי האדם היה צורך "לתכנת" מחדש כדי שיהפכו לתאי גזע מושרים.
ד"ר חנא וחברי קבוצתו פיתחו שיטה חדשה, שעיכבה את נטייתם של התאים להתמיינות, ובכך יצרו סוג חדש של תאי גזע מושרים, אותם הם כינו "תאים תמימים". תאים אלה "הצעירו" את תאי הגזע המושרים בשלב אחד נוסף, וקירבו אותם למצב העוברי - בו הם יכולים באמת להתמיין לכל סוגי התאים בגוף. כיוון שהתאים התמימים דומים יותר למקביליהם בעכברים, שיערו חברי קבוצת המחקר שאפשר יהיה לגרום להם "לבחור" במסלול המוביל להתמיינות תאי זרע ותאי ביצית.
בניסויים שביצעו באותם תאים תמימים הצליחו חברי קבוצת המחקר של ד"ר חנא להפיק תאים הזהים בכל מובן לתאי אדם מקדימי זרע וביצית. יחד עם קבוצת המחקר של פרופ' עזים סוראני מאוניברסיטת קיימברידג', המשיכו המדענים לבצע ניסויים ולשכלל את השיטה.
ד"ר חנא אומר שתאים מקדימי זרע וביצית הם רק השלב הראשון במרוץ הארוך והמורכב לייצור ביציות ותאי זרע של אדם, מתאי אדם בוגרים. לדוגמה, בשלב מסוים בתהליך, חייבים תאים אלה לפצל את המטען הגנטי שלהם לשניים (תאי רבייה כוללים עותק אחד בלבד מכל כרומוזום). ובכל זאת, הוא בטוח שאלה אתגרים שאפשר יהיה למצוא דרכים להתמודד איתם. הצלחה עתידית בתחום זה תוכל, למשל, לאפשר לנשים שעברו טיפולי כימותרפיה להרות.
הפתעות נוספות
בינתיים, המחקר כבר מספק תוצאות מעניינות ובעלות השלכות חשובות להמשך המחקר בתאים מקדימי זרע, ביצית, ואף בתאים מקדימים לרקמות שונות. קבוצת המחקר של ד"ר חנא במכון ויצמן למדע הצליחה לאתר חלק משרשרת האירועים הגנטית שמובילה תא גזע להתמיין כתא מקדים זרע או ביצית. בין היתר, הם גילו גן מרכזי, הקרוי Sox17, שאחראי על ויסות התהליך בבני-אדם, ולא בעכברים. כיוון שגן זה שונה מהמערכת שהתגלתה בעכברים, מצפים המדענים להפתעות נוספות בהמשך הדרך.
"היכולת להפיק במעבדה תאי אדם מקדימים לרקמות שונות, תאפשר לנו לחקור את תהליך ההתמיינות ברמה המולקולרית", אומר ד"ר חנא. "למשל, גילינו שרק תאים תמימים 'טריים' יכולים להפוך לתאים מקדימים לרקמות שונות, אבל לאחר שבוע בתנאים רגילים (כלומר, כשהם כבר פחות תמימים), הם שוב מאבדים את היכולת הזאת. אנחנו שואפים לגלות מה הסיבה לכך - מה גורם לתאי הגזע להיות מסוגלים יותר או פחות לביצוע פעולות מסוימות? ומה בדיוק מניע את תהליך ההתמיינות ברגע שתא תוכנת מחדש והפך לתמים? רק מציאת התשובות לשאלות אלה תקדם, בסופו של דבר, את טכנולוגיית תאי גזע מקדימי הרקמות, ותאפשר פיתוח של יישומים רפואיים מתקדמים בתחום זה".
