סיפור על אור וחושך

מדי יום, מחדש לשד העצם את הדם שבגופנו ומשגר אליו אספקה טרייה של מיליארדי תאים בוגרים בעלי אורך חיים קצוב, בעודו שומר על מלאי תאי גזע לימים שיבואו. מדעני מכון ויצמן למדע, לצד עמיתים בברזיל ובמקומות אחרים, גילו כי ייצור התאים בלשד העצם מושפע משעות החשיכה והאור. מהמחקר, אשר פורסם באחרונה בכתב-העת המדעי Cell – Stem Cell, עולה כי התאמה של השתלות לשד עצם למחזורי היום והלילה עשויה להגביר את סיכויי הצלחתן.

ד"ר קארין גולן ממעבדתו של פרופ' צבי לפידות במחלקה לאימונולוגיה, יחד עם חברי מעבדה ועמיתים נוספים, יצאה לגלות כיצד משפיעות שעות החשיכה והאור על הפקת תאי גזע בלשד עצם. המדענים מדדו את מספר תאי הגזע בלשד עצם של עכברים במהלך 24 שעות, וגילו כי ישנם שני שיאים בהפקת תאים אלה: ב-11 בבוקר וב-11 בלילה. כל אחד מהשיאים שימש למטרות שונות, ונוצר על ידי מנגנונים שונים.

בשיא האופייני לבוקר, תאי גזע רבים שנוצרו בחלוקת תאים הבשילו והתמיינו לסוגי תאים שונים הנחוצים לחידוש הדם; בה-בעת, כלי הדם בלשד העצם נעשו חדירים יותר, כך שיציאת התאים למחזור הדם נהפכה לקלה יותר. בשיא האופייני ללילה, תאים רבים יותר קיבלו אפיון של תאי גזע שלא עברו התמיינות. כאשר "תאי הלילה" הושתלו בעכברים אחרים, ההשתלה נקלטה היטב ותרמה לחיזוקו של לשד העצם – ביעילות של יותר מפי שניים מאשר השתלת "תאי הבוקר".

העיתוי של קציר לשד העצם עשוי להשפיע על מידת ההצלחה של השתלתו בחולים"

החוקרים גילו כי כשעה לאחר החשיפה לאור בבוקר, וכשעה לאחר רדת החשיכה, עלו הרמות של שני חומרים בלשד העצם בעכברים: המעביר העצבי נוראפינפרין (NE) והמולקולה TNF של המערכת החיסונית, המוכרת בדרך כלל כגורמת מוות תאי ודלקת. כאשר חסמו המדענים את שתי המולקולות, או ערכו ניסויים בעכברים מהונדסים גנטית שכלל לא ייצרו מולקולות אלה, לא התרחשו שיאים של הפקת תאי גזע. מכאן למדו החוקרים כי חומרים אלה חיוניים להפקת תאי גזע ותאי דם בוגרים. "גילינו למעשה מנגנון חדש לחידוש התאים בלשד עצם", אומר פרופ' לפידות.

בבוקר, בחסות האור, היו העליות ברמות ה-NE וה-TNF גדולות יותר מאשר בערב, והן הביאו לעלייה ברמות של צורוני חמצן פעילים (ROS), אשר מדרבנים התמיינות ונדידה של תאי גזע. בערב, לאחר שעה של חשיכה, העליות המתונות יחסית ברמות ה-NE וה-TNF הביאו ליצירת פחות ROS, אך עודדו את הפקתו של הורמון השינה מלטונין, המדכא התמיינות תאי גזע. למעשה, המדענים גילו כי באמצעות מלטונין הם יכולים להפוך את סדר השיאים: כאשר הזריקו מלטונין לעכברים, השיא האופייני ללילה עבר לשעות הבוקר.

"הממצאים מצביעים על כך כי העיתוי של קציר לשד העצם עשוי להשפיע על מידת ההצלחה של השתלתו בחולים", אומרת ד"ר גולן. כמו כן ייתכן שאפשר יהיה להגדיל את סיכויי ההצלחה של השתלות לשד עצם באמצעות השפעה על הרמות של מלטונין ומולקולות אחרות המעורבות במחזור החשיכה והאור.

המחקר נעשה בשיתוף עם פרופ' ג'ון דיק מהרשת הרפואית האוניברסיטאית UHN שבטורונטו, קנדה, פרופ' אירית שגיא מהמחלקה לבקרה ביולוגית במכון, פרופ' רגינה מרקוס מאוניברסיטת סאו פאולו שבברזיל ופרופ' סטפן יונג וד"ר ביאנה ברנשטיין מהמחלקה לאימונולוגיה במכון.