כלי הדם שלנו אלופים בריבוי משימות. כאשר הם צומחים, התאים בדופנותיהם מתחלקים, ובו-בזמן הם עוברים התמחות שתהפוך אותם בסופו של דבר לחלק ממערכת העורקים, הוורידים או כלי הלימפה – והם גם נובטים, כלומר מתפצלים לכיוונים חדשים. פרופ' קרינה יניב וקבוצתה במכון ויצמן למדע יצאו לגלות כיצד מחזיקים תאים אלה כל-כך הרבה כדורים באוויר, וקיבלו תשובות מפתיעות שעשויות לשפוך אור חדש על טיפולי סרטן, על התחדשות רקמת הלב ועל מצבים רפואיים נוספים שמעורבת בהם צמיחת כלי דם.
4 צפייה בגלריה
כלי הלימפה (בירוק) והעצמות (באדום) בדגיג זברה בן חודש
(צילום: באדיבות מעבדתה של פרופ' קרינה יניב, מכון ויצמן למדע)
ד"ר איילת ג'רפי-וידר, תלמידת מחקר לשעבר במעבדתה של פרופ' יניב במחלקה לבקרה ביולוגית, יחד עם ד"ר איוון באסי, נגה משה ויערה טבת, עקבו אחר התחלקות תאים בדופנות כלי דם בעוברים שקופים של דגי זברה. לשם כך הם הנדסו גנטית את הדגים כך שגרעיני התאים בדופן הפנימית של כלי הדם וכלי הלימפה שלהם יזרחו בצבעים שונים: בירוק כאשר התא מתחלק ובאדום כאשר הוא במצב "מנוחה". המדענים הופתעו לגלות כי בתאים אשר נובטים כדי לייצר כלי דם חדשים, הגרעין נותר אדום. במלים אחרות, על-אף חלוקת הקשב המעולה ויכולות הלהטוט בין משימות, חלוקת התאים נעצרה באופן זמני – כנראה כדי לא לבלבל את התא בעודו בתנועה; רק משהגיע התא ליעדו, הופך הגרעין שלו לירוק, כלומר הוא חוזר להתחלק.
4 צפייה בגלריה
מימין: פרופ' קרינה יניב, יערה טבת, ד"ר איוון באסי ונגה משה. הרבה כדורים באוויר
(צילום: מסע הקסם המדעי, מכון ויצמן למדע)
הפתעה נוספת ציפתה למדענים כאשר בדקו אילו גנים ויסתו את צמיחת כלי הדם. כצפוי, הם מצאו מעורבות משמעותית של גורם גידול הקרוי VEGFC אשר מתבטא באופן בולט כאשר התאים מתחילים לנבוט ולנוע. אך גורם גידול זה הוביל לביטוי גנים נוספים אשר בלמו את חלוקת התאים, ובהם גם מדכא הגידול הידוע p53; עם ירידת רמות ה-VEGFC, וכתוצאה מכך גם רמות ה-p53, חוזר התא להתחלק. הגן p53 המכונה גם "שומר הגנום", נחקר רבות בהקשר לסרטן, אך המחקר הנוכחי חושף תפקיד חדש לגמרי שלו: לאפשר הנצה של תאים במהלך צמיחת כלי דם.
"גילינו מנגנון יפהפה – אותו גורם גידול המעודד הנצה של כלי דם חוסם באופן זמני את חלוקת התאים, כך שהתא יכול לנבוט ולנוע מבלי להטריד את עצמו בחלוקה, תהליך מורכב ותובעני בפני עצמו", מסבירה פרופ' יניב.
4 צפייה בגלריה
כאשר חסמו המדענים את חלוקת התאים בעובר דג זברה באמצעות תרופה כימותרפית (מימין), צמיחת כלי הדם הפכה ללא תקינה ומבולגנת (חצים לבנים). משמאל: צמיחה מסודרת ותקינה בעובר שלא טופל בתרופה
(צילום: מסע הקסם המדעי, מכון ויצמן למדע)
4 צפייה בגלריה
כלי דם צומחים (חצים לבנים) בעובר של דג זברה, תחת מיקרוסקופ. תאי הדופן (אדום), מבטאים גן (צהוב) החוסם התחלקות של תאים אשר מצויים בעיצומו של תהליך הנביטה וההתפצלות מכלי הדם הראשי (חצים תכולים)
(צילום: מסע הקסם המדעי, מכון ויצמן למדע)
בהמשך, חסמו המדענים את חלוקת התאים באופן מלאכותי באמצעות מעכבים כימיים – חלקם כאלה המשמשים גם לטיפול בסרטן. התוצאה שהתקבלה הייתה מדהימה: כלי הדם הפגינו צמיחה מוגברת והתאים נבטו בצורה מבולגנת מבלי לעבור התמחות לסוגים שונים. סבך כלי הדם שנוצר הזכיר את כלי הדם הצומחים פעמים רבות סביב גידולים סרטניים וחודרים לתוכם. "ייתכן שתרופות כימותרפיות מסוימות פותרות בעיה אחת – כלומר עוצרות את חלוקת התאים הסרטניים – אך יוצרות בעיה אחרת: מעודדות צמיחת כלי דם שעלולים לסייע להישרדות של הגידול", אומרת פרופ' יניב.
הבנה טובה יותר של מנגנוני הצמיחה של כלי הדם חשובה לא רק לטיפול בסרטן, אלא עשויה גם לעזור לחזק צמיחה זו במצבים שבהם יש צורך בהתחדשות או בהחייאת רקמות, למשל, לאחר התקף לב או שבץ מוחי.
במחקר השתתפו גם ד"ר גדעון חן מהמחלקה לבקרה ביולוגית של המכון ודניאל ספליטשטוסר, ד"ר מאסהירו שין ופרופ' נתן לוסון מבית-הספר לרפואה של האוניברסיטה של מסצ'וסטס.
