מחקר: הקשר שבין רקמות לתקופת הגידול במעבדה

חוקרים בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון הראו כי תקופת גידול ממושכת של רקמות להשתלה במעבדה מגדילה במאות אחוזים את סיכויי היקלטותן בגוף. המחקר שהתפרסם בכתב העת של האקדמיה האמריקנית למדעים PNAS נערך בהנחייתה של דיקנית הפקולטה פרופ' שולמית לבנברג. את המחקר הובילה הדוקטורנטית שחר בן-שאול והשתתפו בו עמיתיה הדוקטורנטים שירה לנדאו ואורי מרדלר.

תמונת מיקרוסקופ: זרימת הדם (באדום) בכלי הדם המהונדסים, המתחברים לכלי הדם ברקמה הטבעית (בכחול)(צילום : רמי שלוש, דוברות הטכניון)

בטכניון הסבירו כי השתלת רקמות היא שיטה מקובלת לטיפול באיברים שנפגעו מטראומה או ממחלה. במרבית המקרים, הרקמה המושתלת נלקחת מתורם (allograft) או מהמטופל עצמו (autograft). לדברי החוקרים, השתלה שמקורה במטופל עצמו עדיפה בדרך כלל, שכן היא אינה מובילה לדחיית השתל על ידי המערכת החיסונית של המטופל. עם זאת, הפקת הרקמה מהמטופל אינה תמיד אפשרית, וכשהיא מבוצעת היא גורמת לו נזק באזור אחר בגופו.

זה הרקע להתפתחותו של תחום הנדסת הרקמות. גישה זו נועדה לספק למטופל רקמות שהונדסו במעבדה באופן מבוקר. בתהליך זה נוצרת במעבדה רקמה המיועדת להשתלה. לאחר שהיא מושתלת באיבר המטרה היא מתאחה עמו ומתקנת את הרקמה הפגועה.

פרופ' שולמית לבנברג משמאל עם הדוקטורנטית שחר בן-שאול(צילום : רמי שלוש, דוברות הטכניון)

תחום הנדסת הרקמות מתפתח במהירות עצומה, אולם הקהילה המדעית עדיין מתמודדת עם כמה אתגרים מורכבים שהוא מציב בפניה. אחד מהם הוא יצירתה של רשת כלי דם מסועפת ובשלה בשלב הגידול במעבדה. רשת כזו חיונית משום שבלעדיה, הרקמה המושתלת לא תקבל לאחר השתלתה את המזון והחמצן הדרושים לה.

פרופ' לבנברג היא מומחית בעלת שם עולמי בהנדסת רקמות. מאז הפוסט-דוקטורט שלה ב-MIT היא מפתחת מערכות מקוריות לגידול רקמות ביולוגיות תלת-ממדיות המיועדות להשתלה. על הפיגומים הפולימריים התלת-ממדיים המתכלים שהיא פיתחה היא זורעת, יחד עם תאי הרקמה, תאי אנדותל ותאי תמיכה החיוניים להתפתחות כלי דם. כך, אומרים בטכניון, היא משפרת בהתמדה את רשתות כלי הדם ברקמות המיועדות להשתלה. בסדרה של מחקרים שערכה בשנים האחרונות היא גילתה כי מתיחתה המחזורית של הרקמה במעבדה תורמת גם היא לצמיחה טובה של כלי הדם בתוכה.

פרופ' שולמית לבנברג מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית(צילום : רמי שלוש, דוברות הטכניון)

במחקר הנוכחי, שהתפרסם בכתב העת PNAS, נבחנה השפעתו של היבט אחר בגידול הרקמה במעבדה - בשלותה של הרקמה בשלב ההשתלה. הרקמות השונות שנבחנו כעת גדלו באותם תנאים בדיוק, מלבד משך גידולן במעבדה לפני ההשתלה; חלק מהרקמות הושתלו אחרי יממה במעבדה, חלקן אחרי שבוע וחלקן אחרי שבועיים.

עורכי המחקר אמרו כי התוצאות היו דרמטיות ומובהקות: הרקמות שהושתלו לאחר תקופת הזמן הממושכת ביותר - שבועיים - נקלטו במהירות ובהצלחה עצומות בהשוואה לרקמות האחרות; החיבור הרשתי (anastomosis) בין כלי הדם של הרקמה המושתלת ושל איבר המטרה הואץ פי 6 ויותר, כלומר במאות אחוזים. פירוש הדבר שזמן היקלטותו של השתל היה מהיר הרבה יותר. יתר על כן, השתלת הרקמות הבוגרות (בנות שבועיים) צמצם משמעותית את היווצרותם של קרישי דם מסוכנים ברשתות הדם שבתוכן. בן-שאול מקווה שבעקבות המחקר הנוכחי, שנערך בעכברים, יבוצעו מחקרים פרה-קליניים נוספים שיובילו ליישום מסקנות המחקר בבני אדם. המחקר נתמך על ידי האיחוד האירופי (תוכנית FP7) ועל ידי תוכנית מרכזי המצוינות (I-CORE) של הוועדה לתכנון ולתקצוב (ות"ת).