מחקר חדש מצא שתאי גזע שעברו שינוי גנטי היטיבו את מצבם הגופני של קופים מבוגרים.
כמו כל היצורים החיים, גם בני האדם לא חסינים לזמן. הגוף שלנו מתבגר ומשתנה עם השנים, ועם ההזדקנות אנחנו חווים ירידה ניכרת בתפקודו. הזקנה מלווה במגוון תהליכים, ביניהם ירידה ביכולת הקוגניטיבית וביכולת של הגוף להחלים מפציעות, ועלייה במאפיינים דלקתיים. התהליכים האלה נבחנים כבר שנים רבות, במטרה להבין אותם טוב יותר ולמצוא דרכים להאט או לעצור אותם. כולנו צפויים להזדקן, והעובדה הזו בוודאי מספקת מוטיבציה לחוקרים לשפר את איכות החיים בגיל מתקדם.
אחד מהגורמים החשובים בתהליך ההזדקנות הוא ירידה במספר תאי הגזע בגוף. תאי גזע הם תאים לא ממויינים, כלומר אין להם תפקיד סופי כמו תא שריר או תא עור, והם יכולים להמשיך להתחלק. תאי הבת שנוצרו מהחלוקה ממשיכים בתהליך ההתמיינות והופכים לתאים מסוגים ספציפיים, בעלי תפקיד מוגדר. תאי גזע יכולים להשתלב במערכות הגוף הקיימות, וידוע שיש להם השפעה חיובית על יתר תאי הגוף דרך חומרים שהם מפרישים לסביבתם. בשל הפוטנציאל הרב שגלום בהם, הטיפול בזקנה באמצעות תאי גזע הוא סוגיה מעניינת שחוקרים בוחנים כבר זמן מה. במחקר חדש, שפורסם לאחרונה בכתב העת Cell, השתמשו חוקרים בהנדסה גנטית כדי לייצר סוג מיוחד של תאי גזע, ואז הזריקו אותם לקופים מבוגרים. ההשפעה הייתה חיובית, ונראה שגלומה בתחום הזה הבטחה משמעותית בטיפול העתידי בנזקי הגיל.
התא חייב למות עלי
המחקר החדש התבסס על תאי גזע מזנכימליים – תאי גזע שיכולים להתפתח לתאי עצם, סחוס ועוד, ויש להם פוטנציאל משמעותי לטיפול במגוון פגיעות, דוגמת דלקת כרונית ופציעות אורתופדיות. במחקר קודם שהתבצע באותה מעבדה התגלה שרמתו של חלבון בשם FOXO3 בתאי גזע מזנכימליים יורדת אצל קופים מבוגרים. בעקבות התגלית עלתה השערה מעניינת, שלפיה יש קשר בין הירידה ב-FOXO3 לשינוי בחיוניות התאים שהוא אחד ממאפייני הזקנה. כדי לאשש את ההשערה, החוקרים ביצעו שינוי גנטי נקודתי בגן ל-FOXO3 שמנע ממנו להפסיק לפעול (להיות מושתק), כך שהחלבון נותר פעיל גם בתנאים שגורמים בדרך כלל להזדקנות תאית. בבדיקה של תאים אלה התגלה שהם מפגינים חסינות מוגברת לתהליך ההזדקנות התאית, שנקרא באנגלית Senescence. התהליך הזה, שמאפיין את רוב תאי הגוף, מביא לירידה ביעילות התא ולכך שיפריש חומרים מזיקים לסביבתו ויפסיק להתחלק. לכן כונו התאים שעברו את השינוי SRCs, ראשי תיבות של Senescence-Resistant Cells (תאים עמידים להזדקנות).
כדי לבדוק את יעילותם בטיפול רפואי, החליטו החוקרים לבחון את השפעת התאים החדשים על קופים מבוגרים. הניסוי שערכו נמשך 44 שבועות, וכלל הזרקות של תאי גזע מזנכימליים – רגילים או מהונדסים – פעם בשבועיים. הקופים חולקו לשלוש קבוצות: קבוצת ביקורת שקיבלה רק תמיסה של מלח ומים, קבוצה שקיבלה תאי גזע מזנכימליים רגילים וקבוצה שלה הוזרקו תאי הגזע המזנכימליים המשופרים.
גיל וששון
ראשית בדקו החוקרים אם הקופים שקיבלו את תאי הגזע חוו בעיות בריאות כלשהן. נראה שהטיפול, על אף שכלל תוספת משמעותית של תאים פעילים לגוף הקופים, לא מסכן אותם מבחינה רפואית. בהמשך נבדקו שלל מדדים בריאותיים כדי לברר את מידת השפעתם של תאי הגזע על הקופים המבוגרים, ובהיבטים רבים אכן ניכר שיפור: הזיכרון של הקופים שקיבלו את תאי הגזע המהונדסים השתפר בהשוואה לקבוצת הביקורת, ומוחם היה פגיע פחות להידרדרות המתרחשת עם הגיל. הקופים שקיבלו את תאי הגזע המשופרים גם הראו פחות הידלדלות של עצמות הפה והתחדשות מוגברת של תאי דם שקשורים למערכת החיסון. בחלק מהמקרים, אך לא בכולם, גם הטיפול בתאי הגזע הרגילים הניב שיפור, אך באופן כללי נראה שתאי הגזע המשופרים הניבו יותר יתרונות בריאותיים במהלך הניסוי.
כדי לבדוק את ההשפעה של תאי הגזע על הזדקנות גופם של הקופים, החוקרים דגמו תאים מגופם של קופים בני גילים שונים ופיתחו מודלים מבוססי למידת מכונה, שמסוגלים לקבוע לפי DNA ו-RNA בתאי הקופים מהו ה”גיל המולקולרי” של הרקמה שממנה נלקח התא. כשבדקו את הקופים בתום הניסוי, הם גילו שהטיפול בתאי הגזע המיוחדים “הצעיר” את תאיהם בכ-3.3 שנים בממוצע. גם לתאי הגזע הרגילים הייתה השפעה דומה, אך פחות חזקה: הם הצעירו את התאים בכ-2.8 שנים בממוצע. מערכת הגוף שבה נצפה השיפור הניכר ביותר הייתה מערכת הרבייה, והאפקט היה ניכר במיוחד אצל נקבות הקופים.
תאי גזע מזנכימליים ידועים ביכולתם לתקשר עם תאי הגוף ולהשפיע לטובה על פעילותם. ההשפעה הזו מתאפשרת בין השאר בתיווכן של בועיות קטנות הנקראות אקסוזומים, שמופרשות מתאי הגזע, נקלטות בתאים שבסביבתם ומוסרות להם מולקולות שונות כמו חלבונים, שומנים ו-RNA. החוקרים רצו לגלות אם אפשר לייחס לאקסוזומים חלק מההשפעה החיובית של תאי הגזע על הקופים בניסוי, ולשם כך בודדו אקסוזומים שהופרשו מתאי הגזע וניתחו את תכולתם. הם גילו שבאקסוזומים יש נוגדי חמצון ומולקולות שקשורות לעיכוב הזדקנות, כמו ספרמין (spermine) – חומר שלו פעולות חשובות רבות בתא, וששויכה לו השפעה מגוננת מפני זקנה. כדי לבדוק את יעילותם, השתמשו החוקרים באקסוזומים לטיפול בעכברים מבוגרים. בעקבות הטיפול חל שיפור במצב הגופני של העכברים, שבא לידי ביטוי בעיכוב ההזדקנות של איברים פנימיים דוגמת הכבד, הריאות והכליות – אף שתאי הגזע עצמם לא ניתנו להם. ניכר שלאקסוזומים יש תפקיד חשוב בתהליך הטיפול בזקנה, שכדאי להבין אותו לעומק.
לעצור את השעון
אז האם הדרך למאבק בהזדקנות כבר סלולה? עדיין נדרש מחקר רב כדי להעמיק את ההבנה שלנו על אודות תהליכי ההזדקנות של הגוף והאופן שבו תאי גזע מצליחים לעצור ואף להפוך אותם. מחקרים מהסוג שהוצג בפסקאות הקודמות הם פורצי דרך, אך יש לקחת את הממצאים שלהם בערבון מוגבל: המחקר נערך על קופים, שהדמיון שלהם לבני אדם רב אך אינו מוחלט, והטיפול ובדיקות יעילותו הם ראשוניים ועוד מצריכים שיפור. יתרה מזאת, עדיין לא ברור כמה זמן נמשכים האפקטים שמתוארים במחקר ואם הטיפול בטוח לחלוטין גם לטווח הארוך.
ייתכן שבעתיד תאי גזע ישמשו כטיפול נפוץ להתמודדות עם נזקי הגיל. בכל מקרה, בדרך ודאי נלמד הרבה על גופנו ועל השינויים שהוא עובר עם השנים.
מאת: טל פישר
באדיבות מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
https://davidson.weizmann.ac.il/
