נדידה עם תחושת בטן

מדעני המכון שותפים למאמץ העולמי להבין כיצד יודעים תאי הגזע לאיזה סוג תאים להתמיין. במחקר שביצעו בעבר בדגי זברה הם גילו מאגר של תאי גזע שמהם מתפתחת מערכת הלימפה. במחקר הנוכחי התברר שתאים אלה יוצרים, בחלון זמן מוגדר, גם את כלי הדם של מערכת העיכול.

התמיינות אינה סיפור פשוט: למעלה מ-5 מיליארד תאים בונים את גוף האדם. מיגוונם עצום, הם נמנים עם מאות סוגים וממלאים שורה של תפקידים. במהלך התפתחות העובר, ובתוך ימים ספורים, מתבצעות בתאים חלוקות רבות, והם מתמיינים בדרך מבוקרת במטרה לבנות רקמות שונות. אך כיצד מתואמת ההתמיינות המורכבת הזאת? אפשר לדַמות התמיינות של תאים ורקמות לאילן יוחסין, כאשר הענף הראשי הוא התא המופרה, ממנו והלאה מהווה כל התפצלות לענף חדש התמיינות מסוימת של התאים, ואחרי הרבה מאוד ענפים מגיעים לתוצר הסופי. ברוב המקרים, ככל שמתרחקים מהענף הראשון, התאים ממוינים יותר. עם זאת, גם ביצור ה"ממוין" נותרים תאי גזע (הדומים לתא המקורי), אשר מסוגלים לשמר את הפוטנציאל ליצירת סוגי תאים שונים.

מדענים בכל העולם שותפים למאמץ להבין לעומק את תאי הגזע השונים, ואת הגורמים החיוניים המאפשרים להם להתמיין ולהפיק מיגוון רקמות. משימה זו מורכבת ביותר, מפני שתאי גזע ברקמות השונות מגיבים אחרת לאותות התמיינות ונדידה. דווקא משום כך, פיענוח האותות החשובים הנשלחים לשם התמיינות תאי גזע וליצירת רקמה פעילה הוא חשוב ביותר. כך למשל, ד"ר קרינה יניב וחברי קבוצתה, במחלקה לבקרה ביולוגית במכון ויצמן למדע, גילו במחקר קודם מאגר של תאי גזע אשר מתמיינים לתאי מערכת הלימפה. תגלית זו יישבה ויכוח שנמשך יותר מ-100 שנה ביחס למוצאה של מערכת הלימפה, ואיפשרה למדענים לגדל – לראשונה – תאי לימפה בתרבית.

במחקר חדש, שפורסם באחרונה בכתב-העת המדעי Development, ניסו ד"ר יניב, החוקר הבתר-דוקטוריאלי ד"ר גדעון חן, ותלמיד המחקר חוליאן ניסנבוים, להבין מה עוד מסוגלים לעשות התאים המצויים במאגר זה. "אנחנו יודעים שתאי האנדותל, שהם התאים אשר בונים את כלי הדם והלימפה, מתמיינים מתאי גזע ייחודיים, הקרויים 'אנגיובלסטים'", אומרת ד"ר יניב. "אבל התהליך אינו מסתיים בכך. תאי האנדותל המצויים במוח שונים מאוד מהתאים שמהם מורכבים כלי הדם של הכבד או הכליה, למשל". אך כיצד יודעים תאי הגזע לאיזה סוג תאים להתמיין? ומתי וכיצד נודדים תאים אלה אל הרקמה שהם אמורים לספק לה חמצן וחומרי הזנה?

כדי לענות על שאלות אלה סימנו המדענים תאים בכלי הדם של עוברי דג זברה – באמצעות מולקולה פלואורסצנטית, אשר הופכת מירוקה לאדומה כאשר מקרינים עליה אור אולטרה-סגול. כך, באמצעות מיקרוסקופ ובמשך מספר ימים, יכלו המדענים לעקוב אחר התאים המתמיינים בעובר החי, ולהבין לאיזה איבר בגוף נודדים כלי הדם, ואילו אותות קובעים את מסלול הנדידה.

המדענים גילו, שאותו מאגר של תאי גזע שממנו מתפתחת מערכת הלימפה, הוא גם זה שממנו מתמיינים תאים אחרים אשר נודדים בכיוון אחר לגמרי, ובסופו של דבר יוצרים את כלי הדם של מערכת העיכול. חברי הקבוצה מצאו, שבניגוד לתאים המיועדים להיהפך לתאי לימפה, תאים המיועדים להגיע לכבד, למעי או ללבלב מתמיינים ומוצאים את דרכם הודות לנוכחות חלבונים ממשפחות BMP ו-VEGF, אשר בחלון זמן מוגדר מתבטאים בעוצמה גבוהה לאורך מסלול הנדידה, ובכך מאפשרים למאגר תאי גזע מסוים להתמיין לתאי מערכת הלימפה, ורק לאחר מכן ליצור כלי דם בעלי מאפיינים שונים לגמרי, אשר נודדים לאיברי-מטרה אחרים, כמו מערכת העיכול.

ממצאים אלה עשויים לשפוך אור על אחת החידות הגדולות הנוגעות לביולוגיה של כלי הדם – מהיכן צצים כלי דם במצבים פתולוגיים, כמו מחלת הסרטן, המאופיינת בהתמיינות ובנדידה של כלי דם חדשים. לשם כך מנסים כעת ד"ר יניב וחברי קבוצתה לאתר בדגים בוגרים מאגרים של תאי גזע, דוגמת אלה שנמצאו בעוברים. המדענים מקווים, כי כך יוכלו להבין טוב יותר את התהליכים הביולוגיים המשפיעים בין היתר על התפשטות הסרטן.