חדשות

מחקר ישראלי: גורמים סביבתיים משפיעים על התמיינות תאי גזע של דם

מדענים ממכון ויצמן ומהאוניברסיטה העברית חשפו את מנגנון בקרת הגנים בתהליך התמיינות תאי גזע של הדם; מאמרם פורסם ב"Science"

תרבית תאי גזע (אילוסטרציה)
תרבית תאי גזע (אילוסטרציה)

מדענים ישראליים ממכון ויצמן ומהאוניברסיטה העברית בירושלים חשפו לראשונה מפה מפורטת של מערכת בקרת הגנים בתהליך ההתמיינות של תאי גזע של הדם. לדברי החוקרים, לממצאים אלו עשויות להיות השלכות מרחיקות-לכת על מחקר בסיסי בתחום ועל פיתוח תרופות. בין היתר, הממצאים עשויים להוביל לחשיפת המנגנון המולקולרי של מחלות רבות, לרבות הפרעות עצביות, אנמיה, לוקמיה ואחרות.

על-פי מממצאי המחקר, קיימת השפעה משמעותית מאוד של גורמים סביבתיים על בריאות האדם, יותר משחשבו עד כה.

כידוע, מערכת הדם מורכבת ממגוון גדול של תאים "מומחים" בהתאם לתפקידם. ביניהם תאי דם אדומים מובילי חמצן וסוגים רבים של תאי דם לבנים המספקים לגוף הגנה מפני זיהומים ופולשים מבחוץ. התפתחות תאי הדם לתפקידיהם נעשית בתהליך ההתמיינות של תאי הגזע של הדם. השאלה שסיקרנה את המדענים היתה "כיצד נקבע עתידם המקצועי" של התאים?

המחקר, שבוצע על ידי ד"ר עידו עמית ותלמיד המחקר דוד לארה-אסטיאסו, מהמחלקה לאימונולוגיה במכון ויצמן, בשיתוף פרופסור ניר פרידמן ותלמיד המחקר אסף ויינר, מבית-הספר להנדסה ומדעי המחשב והמכון למדעי החיים באוניברסיטה העברית בירושלים, פורסם בסוף השבוע שעבר בכתב העת "Science".

המדענים הדגישו' כי תאי הגזע של הדם מחדשים באופן שוטף את מלאי תאי הדם. בניגוד לרוב התאים בגופנו, מסוגלים תאים אלו להמשיך ולהתחלק בכל ימי החיים ובהמשך להתמיין ולהפוך לתא בוגר מסוג זה או אחר. תהליך ההתמיינות כולל מספר שלבים במהלכם מתחוללים כמה שינויים דרמטיים ובבסופם נוצר תא דם בוגר, המתמחה במספר קטן של משימות. התהליך מחייב "הפעלה" ו"כיבוי" של אלפי גנים בסדר מדויק ומווסת.

פעילות הגנים נשלטת בידי רצפי בקרה (מתגים) קצרים בתוך ה-DNA עצמו. הפעילות של איזור הבקרה, מתבצעת בעזרת חלבונים ייחודיים - "היסטונים" - העוטפים את ה-DNA. חלבונים אלה שומרים, בדרך כלל, על אזורי הבקרה במצב "כבוי", שנועד להבטיח שלא תתבצע הפעלה לא רצויה. כדי "להפעיל" את ההוראות ולאפשר גישה לגורמים הרלבנטיים, יש "לפתוח" את מנגנוני הסגירה. ויסות שינויים אלו מושפע מגורמים סביבתיים.

צוות המחקר מיפה לראשונה את תהליכי ההפעלה והבלימה של החלבונים ההיסטוניים בתהליך התמיינות תאי הדם. לשם כך פותחה שיטת מיפוי אפיגנטית חדשה, המאפשרת לדגום מספר קטן של תאים ולמפות את מצב ההיסטונים לאורך כל בסיסי ה-DNA. שיטה זו איפשרה למפות לראשונה את השינוי שחל בבקרת מערכת תאי הדם - מתא הגזע ועד לתאים הבוגרים.

עוד הניב המחקר כמה תוצאות מפתיעות: לפחות חצי מרצפי הבקרה שנתגלו, נפתחים בשלבי הביניים של התמיינות התא. רוב רצפי הבקרה הייחודיים לתאים ״מומחים״, נפתחים לפעולה הרבה לפני שהתאים מגיעים לשלב בו הם מופעלים. זאת הסיבה לכך שתאים בשלבי הביניים ״גמישים״ הרבה יותר ביכולותיהם מהצפוי.

"ממצא זה משנה את הבנתנו לגבי תהליך 'הכרעת גורלם' של תאי הגזע של הדם, ומרמז על כך שזה תהליך דינמי המושפע מגורמים סביבתיים יותר מכפי שהיה מקובל להניח בעבר", קבעו החוקרים.

על-אף שהמחקר התמקד בהתמיינות תאי הדם, המדענים סבורים שכללי הפעולה של המנגנון עשויים להישמר גם בתהליכי התמיינות בהתפתחות עוברית וברקמות בוגרות אחרות, כמו לבלב.

המחקר מכין את הקרקע להבנת מרכיבי הבקרה של תהליך ההתמיינות התאית בבני-אדם. איתור רצף ה-DNA המווסת את גורל תאי הגזע, והבנת המנגנון שמפעיל אותו, עשוי לאפשר בעתיד פיתוח כלי ניתוח הנחוצים להתפתחותה של רפואה מותאמת אישית. ייתכן שאפילו תרופות להתחדשות תאית, שיוכלו לתכנת מחדש את תאי הגזע וליצור כל תא דם שנחוץ לגוף, כחלקי חילוף.

להורדת המאמר שפורסם בכתב העת Science לחצו כאן

נושאים קשורים:  חדשות,  תאי דם אדומים,  תאי דם,  תאי הגזע של הדם,  מערכת החיסון,  תאי דם לבנים,  רפואה מותאמת אישית,  האוניברסיטה העברית בירושלים,  אימונולוגיה,  מכון ויצמן,  השפעה סביבתית
תגובות