מיקי שחם, ''בנק החיים''- דם טבורי, מביא דיווחי חדשנות רפואית מהעולם: נחשף מנגנון המווסת מטבוליזם (חילוף חומרים) של תאי גזע פלוריפוטנטים הומניים.

לתאי גזע פלוריפוטנטים של אדם יש יכולת להתפתח לכל סוג תא בגוף. הם תלויים בתסיסת סוכר או גליקוליזה על מנת לספק כוח לפעילות המטבולית. בהשוואה, תאים בוגרים שאליהם התאים הפלוריפוטנטיים יכולים להתפתח מסתמכים בעיקר על מיטוכונדריה להמרת חמצן וסוכר למים ופחמן דו חמצני במהלך תהליכים המייצרים הרבה אנרגיה (זירחון חימצוני oxidative phosphorylation) לצרכים המטבוליים.

מיקי שחם, בנק החיים , מבהיר כי עד כה זה נותר לא ידוע איך תאים מתקדמים מצורת יצירת אנרגיה אחת לשניה במהלך ההתפתחות. אולם, חוקרי תאי הגזע UCLA גילו ממצא חדש שמציע תובנה טריה למעבר זה שאולי יש פוטנציאל ליישם בטיפול. מחקר בן 4 שנים פורסם במהדורה של כתב העת EMBO (European Molecular Biology Organization). ב15 לנובמבר.

חוקרים האמינו (בהתבסס על מראה) שתאי גזע פלוריפוטנטים מורכבים ממיטוכונדריה לא מפותחת ולא פעילה. מיטוכונדריה זו תחנת כוח של התא שמספקת אנרגיה שתא זקוק לו על מנת להתקיים ולהתחלק.

הניחו שמיטוכונדריה של תאי גזע לא יכולה לנשום או להמיר חמצן וסוכר לפחמן דו חמצני ומים עם יצירת אנרגיה. לכן החוקרים הניחו שמיטוכונדריה מבשילה כשנדרשת יכולת לנשום במהלך הפיכה מתא גזע פלוריפוטנטי לתא אחר בגוף.

דר' מיכאל טייטל, חוקר במרכז לרפואה רגנרטיבית ע ש אלי ואדית וחוקר תאי גזע ב- UCLA, פרופ' לרפואת ילדים, פתולוגיה ורפואה מעבדתית וביו-הנדסה ( bioengineering ), יחד עם קרלה קוהלר, פרופ' לכימיה וביוכימיה ב- UCLA מצאו שאמנם תאי גזע פלוריפוטנטים מייצרים מעט אנרגיה, הם צורכים בערך אותן רמות כמו תאים אחרים בגוף, בכך מנתקים את הקשר בין צריכת סוכר וחמצן מיצירת אנרגיה.

במקום תוצאה שהחוקרים ציפו למצוא, שמיטוכונדריה מבשילה תוך כדי התמיינות, הם גילו שמנגנון בו תאי הגזע עוברים מתסיסת גלוקוז לנשימה תלויית חמצן על מנת להשיג את היכולת המלאה לייצר סוגי תאים בעקבות חלוקת תא.

מחבר ראשי של מחקר טייטל מסביר:

הרבה תשומת לב ניתנה לתפקיד המטבוליזם בתאי גזע פלוריפוטנטים על מנת לעשות שורות של תאים ממויינים היטב עבור מחקר ושימוש קליני פוטנציאלי.

התשובה הראשונית המניעה את המחקר שלנו היא האם חילוף החומרים בתאי הגזע הפלוריפוטנטיים ובתאי סרטן, שגם מסתמך על גליקוליזה, היו זהים מולקולרית. השאלה מובילה אותנו לבחון פרטים של יצירת אנרגיה ע י מיטוכונדריה בתאי גזע פלוריפוטנטים .

לפי מיקי שחם, מחברת בנק החיים , דם טבורי מהווה המקור היישומי הטוב ביותר, שכן תאי גזע מדם טבורי ראשוניים יותר - אינם נושאים עדיין מערכת חיסונית. עשרות מחלות וטיפולים באמצעות תאי גזע מדם טבורי נחקרים כיום ומצויים בניסויים קליניים במסגרת רפואת חידוש האיברים והריפוי התאי. מהיות תאי גזע שמקורם בדם טבורי בעלי יכולת התמיינות לסוגים שונים של תאי גוף, עשויים גם הם לשרת השתלות חידוש איברים.

תאים מייצרים אנרגיה בצורת ATP בשני אופנים, ע י שימוש בנשימה תאית בה התא צורך חמצן וסוכר ומייצר מים ופחמן דו חמצני על מנת לספק כוח לתפקוד התא, או ע י קליטת גלוקוז ותסיסתו בציטופסמה.

צוות החוקרים הניח שתאי גזע פלוריפוטנטייים לא מסוגלים לבצע נשימה תאית בגלל דיווחים קודמים של מיעוט מיטוכונדריה ומראה לא בשל. שרשרת מעבר אלקטרונים שפעלה שם היא אחת הרגולטורים שמונעים מתאי גזע לנשום.

ג'ין זאנג, סטודנט שנה אחרונה ומחבר של המחקר, מצא חלבון הנקרא חלבון פירוק צימוד uncoupling protein 2 (UCP2),

החלבון היה מבוטא ביתר בתאי גזע פלוריפוטנטים. יותר מזה, הוא גילה ש UCP2 עיכב את הסובסטראטים לנשימה שנרכשו מגלוקוז ע י רכישת גישה למיטוכונדריה, במקום UCP2 שמנע מתאי גזע פלוריפוטנטים גישה למסלול גליקוליזה וביוסינתזה הממוקמים בציטופלסמה. הדבר מנע מהם יכולת נשימה כשיטה ליצור אנרגיה..

מאחר שתאי גזע קיבלו כוח להתפתח לתוך סוג תא בשל, ביטוי של UCP2 נחסם, מה שמאפשר לסובסטראטים של נשימה להכנס למיטוכונדריה לצורך יצירת אנרגיה, בכך הסיטו תאי גזע פלוריפוטנטים מגליקוליזה לזירחון חימצוני.

הצוות גילה ששינוי ביטוי UCP2 למצב פעיל על התמיינות התאים, הפריע להבשלה של תאי גזע פלוריפוטנטים. תגלית זו הופכת את תאי הגזע האלה לא מתאימים לשימוש קליני. בנוסף ממצא זה מדגיש חשיבות של מטבוליזם מתפקד כראוי לייצור תאים איכותיים ובטיחותיים.

הצוות מאמת את הגילוי בתאי גזע עובריים של אדם ובתאי גזע פלוריפוטנטים מושרים, שהם תאים בשלים ששונו באופן גנטי ליכולות ותכונות כמו של תאי גזע עובריים פלוריפוטנטים.

טייטל הסביר:

השאלה העיקרית שהתעוררה במהלך המחקר הייתה האם זה היה תהליך של התמיינות תאי גזע פלוריפוטנטים ששינה את הדפוס של מטבוליזם, או שזה היה שינוי בדפוס המטבוליזם ששינה את תהליך ההתמיינות. שאלת הביצה והתרנגולת הטיפוסית.

אנחנו ביטאנו ביתר את UCP2 בתאי גזע והראנו שדפוס מטבולי משתנה לפני שסמנים של הבשלה תאית השתנו. זה מעיד על כך ששינויים במטבוליזם משפיעים על התמיינות ולא בדרך אחרת, לפחות עבור UCP2.

היה חשוב להראות סיבתיות של שינויים מטבוליים בהנעת התהליך של התמיינות תאית. אולם, זה עדיין משאיר שאלה פתוחה, עליה עובדים קשה, על איך בדיוק שינוי מטבוליזם של תא מווסת התמיינות.

טייטל אמר שמטבוליזם בתאי גזע פלוריפוטנטים נראה דומה לתאי סרטן, הגילוי של מחקר זה יכול לשמש למיקוד UCP2 בגידולים ממאירים שמבטאים אותו, ויש מספר גידולים כאלה. חסימת UCP2 יכולה לעודד תאי סרטן לנשום, מה שיכול להחליש את יכולתם לצמוח מהר.

המחקר מומן ע י מכון לרפואה רגנרטיבית של קליפורניה, מרכז לרפואה רגנרטיבית ע ש אלי ואדית ברוד מענק לחקר תאי הגזע, מכון הבריאות הלאומי ומרכז לאומי למשאבי מחקר .

מיקי שחם - מומחה לתאי גזע, דם טבורי ובנקאות דם טבורי, מבעלי החברות האחיות בנק החיים וסיטוג'ן, ימשיך לעדכן את הגולשים בנושא תאי הגזע והדם הטבורי - בכלל, ורפואת חידוש איברים | רפואה התחדשותית | רפואה מחדשת | רפואה רגנרטיבית | Regenerative Medicine | Gene Therapy, העושה שימוש בתאי גזע שמקורם בדם טבורי ומקורותיהם האחרים - בפרט.

מיקי שחם, בנק החיים, פיתח את טכנולוגיית ומכשיר הסיטוג'ן - הטכנולוגיה הראשונה בעולם באמצעותה ניתן לאסוף מספר תאי גזע מדם טבורי הגבוה משמעותית (בכ- 80%) שיכול לשרת גם:

• השתלות לחולים מבוגרים ולא רק בילדים כפי המצב עד היום.
• סדרות השתלות של רפואה רגנרטיבית / רפואת חידוש איברים, הדורשות מספר תאים גבוה.
• טיפול במספר מחלות שונות במהלך החיים.

לפי מיקי שחם, בארץ, הטכנולוגיה זמינה ללקוחות בנק החיים , בלבד.