תאי החיסון שהתגלו מתחת לאף

האף הוא שער כניסה לגופנו – לאוויר, לריחות וגם למחוללי מחלה. בדרכו פנימה, האוויר שאנו נושמים זורם דרך קונכיות האף (טורבינות) – מדפי עצם מאורכים היוצאים מדופן האף ומגולגלים כלפי פנים כקונכיות. הקונכיות מצופות ברקמה ייחודית המפרישה ריר (נזלת), הן מכילות שלוחות רבות של תאי עצב האחראים לחוש הריח, והמבנה שלהן מאפשר לאוויר להתחמם ולספוג לחות לפני שיגיע לריאות. אבל לקונכיות הניצבות בשער הכניסה לגוף יש גם נקודת תורפה: בשל קרבתן למוח הן אינן נגישות להגעה של נוגדני המערכת החיסונית דרך זרם הדם. אז כיצד בכל זאת אנחנו נהנים מהגנה יחסית ואיננו חולים תמידית? במחקר חדש, שממצאיו המפתיעים מתפרסמים היום בכתב-העת המדעי Nature, חשפו מדעני מכון ויצמן למדע כי תאים מפרישי נוגדנים נודדים לתוך קונכיות האף בעת מחלה או לאחר קבלת חיסון ומפרישים נוגדנים מתוך הקונכיות לחלל האף. התאים שהתגלו פותחים צוהר לחיסוני אף יעילים ולטיפולים חדשים באלרגיות ובמחלות עצביות ואוטואימוניות.

בימים שבהם הקורונה התפשטה במהירות כמגפה עולמית, מיליונים ברחבי העולם עקבו בדריכות אחר הדיווחים על התקדמות בפיתוח חיסוני קורונה חדשניים הניתנים בתרסיס לאף במקום בזריקה. רעיון זה אמנם לא צלח עדיין, אך לא היה בדיוני כלל: ישנם כיום חיסונים, ובהם חיסון לשפעת, הניתנים באמצעות תרסיס אף שמכיל נגיפים חיים מוחלשים. עם זאת, מנת חיסון אף יחידה אינה יעילה לבדה, וחיסונים אלו ניתנים במנה ראשונה ואז מנת דחף (בוסטר). עד היום, מנגנון הפעולה של חיסוני האף והסיבה לצורך במנות דחף לא הובנו במלואם.

בניסיון לשפוך אור על הסוגיה, החליט פרופ' זיו שולמן מהמחלקה לאימונולוגיה מערכתית במכון, לבחון כיצד איברים של המערכת החיסונית באזור האף והלוע מגיבים לחיסוני אף. לשם כך השתמשו החוקרים, בהובלת ג'ינגינג ליו ממעבדתו של פרופ' שולמן, בשיטות דימות המאפשרות לעקוב אחר התגובה החיסונית מבלי לפגוע באיברי המערכת החיסונית; בבני-אדם, איברים אלו כוללים את השקדים והאדנואיד ("שקד שלישי") המכונים החגורה הלימפתית על-שם ולדייר.

המדענים גילו כי בעכברים שקיבלו מנת חיסון דרך האף התעוררה תגובה חיסונית ממוקדת של תאי B – יצרני הנוגדנים של המערכת החיסונית. תאים אלה הנמצאים סמוך לרקמה הרירית המכסה את חלל האף, זיהו את מולקולות החיסון והתחילו להתחלק במהירות ולהתמיין. תהליך התמיינות זה הוא מעין "תוכנית התמחות" ביולוגית שבסופה יהפכו לתאים המפרישים נוגדנים ספציפיים למחולל המחלה או לתאי זיכרון שנשמרים לאורך זמן למקרה של הדבקה עתידית.

"להפתעתנו, מצאנו את תאי B בקונכיות האף עצמן – רקמת עצם שלא הייתה ידועה כנישה התומכת בתגובה חיסונית מתווכת נוגדנים"

מי שמסייעים לתאי B לצלוח את תוכנית ההתמחות, ואף משתתפים בבחירת התאים שישרדו בסופה, הם תאי T מסוג מסוים, אך המדענים גילו כי מספרם של אלה באיברי החיסון באזור האף אינו מספיק ליצירת תגובה חיסונית יעילה. "הצורך בנדידה מסיבית של תאי T לאזור מסביר מדוע חיסוני אף אינם יעילים אחרי המנה הראשונה ומצריכים מנת דחף (בוסטר)", מסביר פרופ' שולמן. "רק לאחר המנה השנייה נוצרים מספיק תאי T הנדרשים לשם הפיכתם של תאי B למפרישי נוגדנים יעילים ולתאי זיכרון". המדענים מעריכים כי המחסור בתאי T, נועד למנוע רגישות יתר לגורמים זרים הנישאים באוויר בכמויות בלתי מזיקות. "ייתכן שמנגנון זה משתבש באלרגיות ובמחלות אוטואימוניות שונות, ולפיכך הבנתו עשויה לפתוח צוהר לטיפולים חדשים במצבים אלה", מוסיף פרופ' שולמן.

לחפש את המטמון החיסוני

גילוי המנגנון החיסוני שמופעל בתגובה לחיסוני אף היווה רק את נקודת הזינוק למסע חיפוש קדחתני אחר היעד שבו מתמקמים מפרישי הנוגדנים שסיימו את תהליך ההתמיינות. "להפתעתנו, מצאנו את תאי B בקונכיות האף עצמן – רקמת עצם שלא הייתה ידועה כנישה התומכת בתגובה חיסונית מתווכת נוגדנים", מתאר פרופ' שולמן את הממצאים יוצאי הדופן. "התמקמות התאים בעצמות דומה למתרחש במח העצם, וייתכן שיש לנישה זו תפקידים נוספים מלבד המנגנון החיסוני שזיהינו".

לפי הממצאים החדשים, התאים מפרישי הנוגדנים מתיישבים בסמוך לבלוטות מפרישות ריר בקונכיות האף, ממש מתחת לשכבת התאים החיצונית שלהן, וכי הם מפרישים את נוגדניהם אל תוך הבלוטות. הגנה חיסונית זו מגשרת על היעדר היכולת של נוגדנים להגיע לשער כניסה זה באמצעות זרם הדם, והיא חשובה לא רק בהקשר של מחלות נגיפיות ואחרות, אלא מהווה הגנה על המוח ושלוחות העצבים הרבות שמגיעות לאזור ואחראיות על חוש ריח מתפקד.

"ישנו מחסום אף-מוח ותאי החיסון הללו ניצבים כשומרים בשער", אומר פרופ' שולמן. "אני מקווה שניתן יהיה לנצל את גישתם לעצבי ההרחה על מנת לתכנן חיסונים למחלות עצביות. הפוטנציאל הוא גדול שכן מחלות אלה נגרמות לעיתים מהצטברות חלבונים פגומים במוח ויצירתם של משקעים. קבוצות מחקר רבות מתמקדות באפשרות לטפל בהן באמצעות נוגדנים שייקשרו וינטרלו את אותם חלבונים מזיקים. המחקר שלנו חושף נקודת כניסה ליעד מבוצר – תאים מפרישי נוגדנים עם גישה למערכת העצבים המרכזית".

במחקר השתתפו גם ד"ר ליאת סטולר-ברק, ד"ר הדס חצרוני-בראווי וד"ר עדי בירם מהמחלקה לאימונולוגיה מערכתית במכון; סאשה לבון, ד"ר נטליה דוידזון וד"ר משה ביטון מהמחלקה לאימונולוגיה ורגנרציה ביולוגית במכון; ד"ר מירב קדמי, מוריאל שמלה, ד"ר דוד פילצר מהמחלקה לתשתיות מחקר מדעי החיים והמרכז הלאומי הישראלי לרפואה מותאמת אישית על-שם ננסי וסטיבן גרנד שבמכון; ד"ר מרינה כהן וד"ר אורי ברנר מהמחלקה למשאבים וטרינריים במכון.