מחקר בגובה העיניים
מחקר בגובה העיניים
עובדות ומספרים


סימני דרך: כיצד הופכים תאי כבד לתאי לבלב?
שינוי בסימון הדנ"א של תאי כבד מאפשר את הפיכתם לתאים יוצרי אינסולין – צעד חשוב בדרך לפיתוח מרפא לחולי סוכרת
סוכרת היא מחלה כרונית המתבטאת ברמות גבוהות של סוכר (גלוקוז) בדם וברמה נמוכה יחסית של ההורמון אינסולין, הגורם לכניסת סוכר לתאי הגוף. ישנם סוגים שונים של מחלת הסוכרת; סוכרת מסוג 1, המכונה "סוכרת נעורים", מאופיינת בחוסר מוחלט של אינסולין. חוסר זה נובע מהרס של תאי בטא בלבלב, המייצרים את האינסולין, בעקבות התקפה של מערכת החיסון. מצב כזה, שבו מערכת החיסון תוקפת את הגוף עצמו, נקרא מחלה אוטואימונית. השיבושים ברמת הסוכר בדם ובתאי הגוף גורמים לסיבוכים משניים חמורים, הפוגעים במערכות כלי הדם והלב, העצבים, העור והכליות של חולי הסוכרת. הסיבוכים האלה פוגעים באיכות החיים ובתוחלת החיים: בארצות הברית, מחלת הסוכרת היא גורם התמותה השלישי בשכיחותו. תאי הבטא בלבלב הם התאים היחידים בגוף המסוגלים לייצר אינסולין ולהפריש אותו, ולכן הם אחראים על ויסות רמות הסוכר בגוף. גישתנו המחקרית מכוונת ליצירת רקמה "עצמית" שתחליף את תאי הבטא שנהרסו בסוכרת. רקמה זו תיוצר מרקמות הגוף של המטופל או המטופלת עצמם, וכך נוכל להתגבר הן על המחסור באיברים להשתלה והן על הנטייה של הגוף לדחות מתוכו שתל זר. הרעיון שביסוד המחקר היה לייצר רקמה כזו על ידי "תכנות מחדש" של רקמה עצמית בוגרת ליצירת תאים חדשים המתפקדים כתאי לבלב. את הרעיון הזה פרסמנו לראשונה בכתב העת היוקרתי Nature Medicine. לשם כך השתמשנו בחלבונים של הלבלב הפועלים כגורמי שעתוק – כלומר נקשרים לרצף דנ"א ומגבירים את השעתוק שלו לרנ"א, ובעקבות זאת את ייצור החלבון שהוא מקודד. בעזרת גורמי השעתוק האלה, הצלחנו לגרום לתאים מרקמת כבד ליצור תאים דמויי תאי לבלב, המייצרים ומפרישים אינסולין כתלות בגירוי גלוקוז. תאים כאלה עשויים, בעתיד, להיות המפתח לריפוי מחלת הסוכרת. הניסיון לגרום לרקמת גוף בוגרת להפוך לרקמה אחרת ובעלת תפקוד שונה איננו עניין של מה בכך: שינוי כזה אינו מתרחש בגופנו בדרך כלל. גורמי השעתוק שהשתמשנו בהם במחקרנו (כגון גורם השעתוק PDX-1) מעורבים בדרך כלל בהתפתחות הלבלב בעובר. ובכל זאת, הצלחנו לגרום לשינוי התפתחותי כזה הן בתאי כבד בוגרים במכרסמים והן ברקמת אדם שגדלה בצלחת במעבדה. ביטוי מלאכותי של גורמי השעתוק האלה שינה לחלוטין את פרופיל הביטוי של המידע הגנטי: הפרופיל הגנטי המקורי הפסיק להתבטא, ובמקומו בא לידי ביטוי מידע גנטי שהיה "שקט". בעקבות זאת חדל התפקוד האופייני לתאי כבד, ובמקומו הושרה תפקוד אופייני לתאי לבלב. עבודה זו היא פריצת דרך מחקרית ותפיסתית, המראה כי אפשר לשנות את גורלם ואת תפקודם של תאי כבד בוגרים ולאלצם לקבל ייעוד התפתחותי חדש. מצאנו כי לא כל התאים בכבד מסוגלים לשנות את ייעודם ההתפתחותי. תאי כבד בעלי גמישות התפתחותית כזו מתאפיינים במבנה אֶפּיגנטי "פתוח יחסית", כלומר הסימון המולקולרי של הדנ"א שלהם, הקובע אילו חלקים ממנו יתבטאו ואילו לא, יכול להשתנות בקלות יחסית. השינויים בסימון מאפשרים לחלבונים בגרעין התא לגשת אל הדנ"א ולהתקשר לאתרי השעתוק הלבלביים. היכולת של התא לשנות בקלות יחסית את הסימון המולקולרי של הדנ"א (האפיגנום) שלו נובעת, כך מצאנו, ממסלולי אותות תוך-תאיים: כאשר דיכאנו את האותות, התבטלה יכולתם של גורמי השעתוק להפוך את תאי הכבד לתאי לבלב. פענוח המנגנונים המאפשרים להפוך רקמה בוגרת אחת לאחרת עשוי לסייע בפיתוח פתרון רפואי למחלות ניווניות קשות, הגורמות מוות וסבל רבים – כגון בסוכרת.