דמיינו גידול סרטני, שנעלם בזכות טיפול שגורם לתא אחד קטן להתאבד, מה שמוביל לתגובת שרשרת ובסופה התאבדות של יתר התאים בגידול. מחקר חדש שפורסם בכתב העת המדעי היוקרתי Nature Cell Biology מוכיח לראשונה כי מנגנון של מוות תאי מתפשט בין התאים בצורה דומה לגל. החוקרים השתמשו בכלים חישוביים של עיבוד תמונה והגדרת מדדים כמותיים כדי להוכיח את התפשטות המוות התאי בצורה שיטתית, ולמדוד את ההתפשטות במרחב התאי תחת תנאי ניסוי שונים. מאחורי המחקר עומדים חוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב ועמיתיהם ממרכז הסרטן ממוריאל סלואן קטרינג בני יורק.
גיף שפרסם פרופ' זריצקי על המחקר
(צילום: אוניברסיטת בן גוריון)
ד"ר אסף זריצקי, חבר סגל במחלקה להנדסת מערכות תוכנה ומידע בבן גוריון, שהמחקר במעבדתו עוסק בהבנת תהליכים מורכבים בתאים באמצעות שיטות חישוב מגוונות, ובפרט בניסיון לאפיין כיצד תאים מתקשרים האחד עם השני כדי לפעול כקבוצה, חבר לפרופ' מייקל אוברהולצר מניו יורק על מנת לחקור את התפשטות המוות התאי בקבוצה.
ציוץ של ד"ר זריצקי, שצבר מאות סימנתי "אהבתי" בטוויטר- מה שנחשב ויראלי במונחים אקדמיים- דיווח על ההישג יחד עם גיפ קצר של תיעוד התפשטות המוות התאי. "אחד מהשלבים האחרונים בתהליך המוות שחקרנו כולל את התבקעות גרעין התא. הכנסנו חומר פלורוסנטי לגרעין וכאשר הגרעין מתבקע ניתן לראות את המוות במקרוסקופ, ולהבחין בהתפשטות שלו בין התאים", הוא אמר.
הסרטון הקצר, שתיעד את "גלי המוות" העוברים בתאים, הסעיר את הקהילה המדעית. כשצופים בגיפ ניתן לדמיין שכאשר התא "מחליט" למות הוא מפריש "רעל" שמדביק תאים אחרים. כעת מנסים החוקרים להבין איך זה קורה. "קיים איזשהו מנגנון תקשורת בין התאים", אומר ד"ר זריצקי. "אחת החוליות החלשות בקבוצת התאים מתה, ולאחר מכן היא "משכנעת" את השכנים שלה למות, כנראה באמצעות הפרשה של חומר כלשהו, שאנחנו לא יודעים מהו, שמתפשט באמצעות דיפוזיה והורג לאט לאט את השכנים שלהם".
1 צפייה בגלריה
ד"ר אסף זריצקי, חוקר במחלקה להנדסת מערכות תוכנה ומידע באוניברסיטת בן-גוריון בנג
(צילום: דני מכליס, אוניברסיטת בן-גוריון)
אז מהו מוות תאי ואיזה מנגנון ניסו לפענח החוקרים מבן גוריון וניו יורק? אפופטוזיס הוא תהליך שבו תא ממית את עצמו באופן מתוכנן, תהליך שיכול לקרות בעקבות נזקים לדנ"א, לחץ, הזדקנות התא, טרנספורמציה סרטנית ואפילו כחלק מתהליכים התפתחותיים נורמליים. זהו מנגנון של מוות תאי שנחקר כבר החל משנות ה-50 של המאה הקודמת. באפופטוזיס התאים המוות של התאים קורה כמעט באותו הזמן. אבל פרופטוזיס הוא מנגנון מוות שמאופיין בגלים, מוות תאי מתוכנן כתוצאה מהצטברות של ברזל וליפידים בתא שהתגלה רק בתחילת המילניום. מחקרים קודמים העלו את השערה כי פרופטוזיס יכול להתפשט בקרב אוכלוסיית התאים בתבנית ייחודית של גלים, אלא שהראיות לכך היו אנקדוטליות בלבד. עד למחקר הנוכחי.
אז כיצד נולד המחקר האחרון? ב-2016 פרסמו החוקרים מניו יורק מאמר ב- Nature Nanotechnology שבו הציגו תוצאות ניסוי בעכברים. החוקרים החדירו נאנו חלקיקים של ברזל לגידולים סרטניים ואלה התווכצו בתגובה. כשערכו ניסוי מבוקר וניסו להפעיל מוות תאי באמצעות הנאנו חלקיקים, הבחינו שנראה שהמוות עובר מתא לתא.
פרופ' אוברהולצר גייס את ד"ר זריצקי להצטרף אליו למחקר לאחר שיתוף פעולה במחקר קודם. "מה שהפתיע אותנו במחקר ב-2016 היה שנראה היה שהמוות עבר בגלים. רצינו לראות איך מוות תאי משפיע על קבוצת תאים יחד ולשם כך יש צורך וחשיבות להבין את הדינמיקה של התא הבודד בתוך ההקשר של הקבוצה בזמן ובמרחב", ציין פרופ' אוברהולצר.
"במאמר שפרסמנו כעת הוכחנו תנאים ניסויים בהם המוות מתפשט בין התאים ", אומר ד"ר זריצקי. "אם נדע לשלוט בהתפשטות של המוות ברקמה סרטנית כך שלא תתפשט לרקמה הבריאה, נוכל בעתיד לכוון לפיתוח טיפול לסרטן". "התפשטות כזו יכולה להיות שחקן משמעותי במציאת טיפול אפקטיבי לסרטן", אומר פרופ' אוברהולצר. "אחת הבעיות העיקריות עם טיפול לסרטן הוא להגיע לכל התאים הסרטניים. ואפילו אם הטיפול מגיע לכל תא, יש שאריות תאים שיש להם התנגדות. יש להם מוטציה שעושה אותם עמידים יותר. התאים העמידים שנותרו חיים עלולים לגדול חזרה ולהפוך לגידול יותר אגרסיבי. אנחנו מקווים ש-"גל המוות" יחסל את כל התאים הסרטניים בגידול, גם את אלה שעמידים אליו כתאים בודדים. זו נקודת מבט חדשה על הנושא. טיפול שבאמת יחסל את כל תאי הסרטן".
--
