כאב הראש של מפתחי התרופות: התגלה מנגנון העמידות של הווירוסים
תאים סרטניים נעזרים בהם כדי לפתח גרורות, טפילי המלריה יוצרים בעזרתם עמידות לתרופות ונגיפים מפיצים את עצמם באמצעותם. הכירו את האקסוזומים - השליחים החכמים של התאים שבעתיד נוכל להיעזר בהם כדי לאבחן מחלות, בהן סרטן וסוכרת, ולטפל בהן, ואולי גם להעביר תרופות ליעדן
במשך שנים לא ידעו איך טפילי המלריה מצליחים להתגונן בהצלחה כה רבה מהתרופות שמפתחים נגדם. היה ברור שפועל כאן מנגנון כלשהו שמאפשר להם לתקשר ולהעביר זה לזה תכונות שימושיות כמו עמידות לתרופה חדשה.
כיום הולך ומתברר שגורם המפתח כאן הוא בועיות קטנות בשם "אקסוזומים", שהטפילים מפרישים לנוזל הבין-תאי וכך מלמדים זה את זה להתגונן מהנשק שבני האדם מנסים להפעיל נגדם.
האקסוזומים הם עדיין חידה. אנחנו יודעים היום שהם מעורבים בתופעות רבות אחרות, אך לא ברור מהו המנגנון המדויק שבאמצעותו הם פועלים.
עוד כתבות:
- פריצת דרך עולמית: חולי סרטן יטופלו בתאים מהונדסים גנטית
- בחנו את עצמכם: האם אתם מכירים את תאי ורקמות הגוף?
- פריצת דרך ישראלית: בדיקת דם אחת תאבחן סרטן וסוכרת
ידוע כבר שהם ממלאים תפקיד מרכזי בהתפתחות גרורות סרטניות ושנגיפים משתמשים בהם כדי לשבש את פעילות מערכת החיסון. ככל שנדע יותר, נוכל להילחם טוב יותר במחלות ואולי אפילו לנצל את אותם אקסוזומים כדי להעביר תרופות ליעדן ולתקן נזקים.
השליחים של המלריה
מלריה היא מחלה קשה שהורגת מאות אלפי בני אדם בכל שנה. גורם המחלה, טפיל בשם פלסמודיום, אינו יכול להתקיים בכוחות עצמו וחייב גוף מאכסן. יתושה שמודבקת בטפיל מעבירה אותו לאדם בעקיצה, והטפיל מתקיים ומתרבה בתוך הגוף האנושי וגורם למחלה קטלנית.
בתחילת דרכו הטפיל מתפתח בכבד ומשם מגיע למערכת הדם. בשלב הזה מופיעים גם תסמיני המחלה, שכוללים חום, סחרחורות, כאבים ואפילו מוות.
המלריה היא מחלה קטלנית במיוחד לילדים ולנשים בהריון, מאחר שמערכת החיסון שלהם חלשה יחסית. המחלה נפוצה במיוחד במדינות עולם שלישי שבהן גם מערכת הרפואה חלשה, וגם כאשר יש תרופות, הטפיל מצליח לא פעם לפתח עמידות ולשרוד. המצב הזה יוצר אתגר גדול למפתחי התרופות, שנאבקים לגלות איך העמידות לתרופות נרכשת ואיך הטפילים מעבירים אותה זה לזה.
תקשורת בין טפילים
עד לאחרונה האמינו שכמו כל היצורים החד-תאיים, גם טפיל המלריה הוא אוטונומי ואינו מקיים תקשורת עם טפילים נוספים. אך למרבה ההפתעה, מחקרים מהשנים האחרונות הראו שטפילי פלסמודיום יודעים להעביר ביניהם מידע. התופעה הזו מרתקת במיוחד מאחר שמדובר ביצור זעיר ופרימיטיבי המורכב מתא אחד בלבד.
בנוסף, חשוב לזכור שהפרזיט חי בתוך תא מאכסן (תא הדם האדום שלנו), כך שכדי להעביר מידע ל"חבריו" עליו לחצות את גבולותיו.
אחת התופעות המרעישות שהתגלו הייתה שטפילי מלריה שעמידים לתרופה מסוימת, מסוגלים להעביר זה לזה את תכונת העמידות. כך הטפיל העמיד יכול לשרוד בסביבה עוינת ולהמשיך להתקיים ולהתרבות בתא המאכסן. איך זה אפשרי?
אחת הדרכים שבהן יצורים חד-תאיים מעבירים מידע ביניהם היא באמצעות אקסוזומים.
במשך עשרות שנים ידעו חוקרים שתאים מפרישים החוצה בועיות קטנות, אך האמינו שמדובר רק בחומרי פסולת שאינם נחוצים להם. מתברר שהפסולת של תא אחד היא האוצר של חברו, ולמעשה הבועיות הללו מאפשרות להם להעביר זה בין זה חומרים ומסרים.
אחד מסוגי בועיות התקשורת האלה נקרא "אקסוזומים" (מיוונית: אקס=חוץ; זומה=גוף, כלומר "שיוצא מחוץ ל(גוף ה)תא"), והם יכולים להעביר מידע מגוון בתוכנו גם לתאים רחוקים יחסית, וייחודי לסוגי תאים שונים.
התא השולח קובע את סוג המידע שיועבר - למשל חלבונים, קטעי DNA, או RNA שיתורגמו לאחר מכן לחלבון בתא המקבל. התא השולח מעביר למעשה מידע שיעורר תגובה חדשה בתא המקבל, כך שהתא המקבל משנה את התנהגותו ולפעמים אף רוכש תכונה שלא הייתה לו קודם – למשל עמידות לאנטיביוטיקה.
קודים סרטניים
טפילי המלריה אינם היחידים שמשתמשים באקסוזומים כאמצעי עמידות לתרופות. לאחרונה התגלה שתאים סרטניים מסוימים מסוגלים להשתמש באקסוזומים כדי לסלק מתוכם תרופות כימותרפיות, וגם לפגוע ביעילותן.
תופעה מעניינת לא פחות היא שתאים סרטניים משתמשים באקסוזומים כדי "להדביק" תאים בריאים בתכונותיהם הסרטניות.
בנוסף, תאים סרטניים יכולים להעביר אקסוזומים לתאים רחוקים וכך ליצור סביבה מתאימה להתפתחותן של גרורות. לאחר מכן, כשתא סרטני מגיע לסביבה המותאמת לו, קל לו להתיישב בה ולהתאקלם ברקמה חדשה, וכך להחמיר את המחלה.
במערכת החיסון יש תאים שתפקידם לזהות תאים ממאירים בגוף ולהרוג אותם לפני התפתחותו של גידול בלתי נשלט. נראה שגידול סרטני נוצר כשמערכת החיסון נכשלת בזיהוי השלבים ההתחלתיים של הממאירוּת. יש עדויות לכך שגם בתהליך הזה מעורבים אקסוזומים: תאים סרטניים מפרישים אקסוזומים שמשבשים את פעילות מערכת החיסון ומונעים ממנה לחסל את הגידול.
אקסוזומים בשירות הנגיפים
דוגמה נוספת לשינוי בפעילות מערכת החיסון היא התגובה לווירוסים. כשנגיף חודר לתאים הוא משתלט עליהם וגורם להם לייצר מולקולות DNA, RNA וחלבונים השייכים לו. מאחר שאקסוזומים מכילים נוזלי תא עם המידע שבתוכו, הם עלולים לכלול גם קודים ששייכים לנגיף ולהעביר אותם בשירותו לתאים אחרים.
מחקרים מראים שאקסוזומים כאלה מכילים מידע שמפריע למערכת החיסון להילחם בנגיף הפולש, למשל אצל נגיף הפטיטיס C הגורם לדלקת כבד נגיפית. נגיף אפשטיין-בר, הגורם למחלת הנשיקה, כולל גנים שגורמים לתא לייצר מולקולות RNA שמפריעות לתא המודבק לייצר אקסוזומים בעצמו, וכך משבשים את פעילותו התקינה. יש גם עדויות לחיידקים שמייצרים אקסוזומים בעצמם, אך לא ברור עדיין מה תפקידם.
פוטנציאל רפואי: לבחור איזה מידע להעביר מתא לתא
המחקר על האקסוזומים צובר תאוצה וסביר להניח שבשנים הקרובות נראה עוד ועוד עדויות לתופעה. המחקר בהם מתמקד כעת בעיקר בניסיון להבין מה הם מכילים ועד כמה התאים יכולים לשלוט בתכולת האקסוזומים שנפלטים מהם. אם אכן יימצא שתאים מסוגלים לבחור מה הם רוצים להעביר לתאים אחרים, זו תהיה תגלית מדהימה. נכון להיום לא ברור עדיין אם קיימת בקרה כזו, או שמא האקסוזומים שמשרתים את התאים נוצרים באקראי.
ייתכן שנמצא בעתיד דרכים לנצל את תופעת האקסוזומים לטובתנו, מאחר שמדובר במנגנון יעיל להעברת מידע ביולוגי לתאים. נעשים כיום ניסיונות ליצור אקסוזומים מלאכותיים שמכילים מולקולות שאנחנו מעוניינים להחדיר לתאים. קיימים למשל ניסויים קליניים באקסוזומים המכילים מקטעי DNA שאמורים לגרום למערכת החיסון לחזור לזהות תאים סרטניים אחרי שפעולתה שובשה. בנוסף נעשים ניסויים בתרופות שמבוססות על אקסוזומים שכוללים חלבונים.
כמו כן, מאחר שניתן לבודד אקסוזומים ממגוון נוזלי גוף, כגון דם, שתן ואפילו חלב אם, אפשר להיעזר בהם כדי לאבחן מחלות רבות, ובהן סרטן וסוכרת.
המחקר בתחום הזה מרתק, ואין ספק שבשנים הקרובות הוא יתפתח מאוד, הן בקשר להבנת תהליכי החיים והן בפיתוח טכנולוגיות המבוססות על הגילויים הללו.
מחברות המאמר הן דוקטורנטיות במכון ויצמן למדע וכותבות באתר מכון דוידסון
ואיך נוצר גידול סרטני? צפו בהדגמה:
לפנייה לכתב/ת 
