במהלך השבועות הראשונים להריון, השליה המתפתחת ברחם האם עוברת שינוי דרמטי. תאים בודדים מתמזגים ויוצרים מחסום מתמשך שיעביר את תשעת החודשים הבאים בהסעת חמצן וחומרי מזון לעובר הגדל תוך שמירה על מערכת החיסון של האם. כאשר מבנה זה לא מצליח להיווצר כראוי, הריונות נמצאים בסיכון גבוה יותר לסיבוכים, כולל רעלת הריון והגבלת גדילת העובר.
כעת, מדענים ב-Scripps Research זיהו שחקן מפתח בטרנספורמציה של השליה – מולקולה הנקראת galectin-3 שנקשרת למולקולות סוכר על חלבונים ספציפיים על פני השטח של התא, וככל הנראה מחזיקה בחוזקה את תאי השליה יחד כדי להתמזג.
המחקר, שפורסם ב הליכים של האקדמיה הלאומית למדעים ב-4 בנובמבר 2025, לא רק מאיר מנגנון חשוב בהתפתחות השליה אלא גם מדגים את כוחה של טכניקה חדשה למיפוי האינטראקציות החולפות בין חלבונים וסוכרים.
הצלחנו להגדיל באמת ולהראות שחלבון אחד ושינוי הסוכר שלו הוא קריטי לביולוגיה של השליה. זה נותן לנו תובנה בסיסית חדשה בביולוגיה של השליה ובסופו של דבר עשויות להיות השלכות על מניעה או טיפול בסיבוכי הריון".
מיה הואנג, סופרת בכירה, פרופסור לכימיה במחקר Scripps
השליה חיונית להריון, והיא פועלת כאתר החלפה בו עוברים חמצן וחומרי תזונה מהאם לעובר ומוצרי פסולת מוסרים. אבל המנגנונים המולקולריים המדויקים שבונים את האיבר הקריטי הזה לא היו ברורים. מחקרים קודמים הראו מתאמים בין רמות של גלקטין-3 לסיבוכי הריון, אך מדענים לא היו בטוחים בדיוק מה גלקטין-3 עושה בשליה.
חלבונים על משטחי תאים מעוטרים לעתים קרובות בשרשראות סוכר מורכבות-שינויים המסייעים לתאים לתקשר ולזהות זה את זה. גלקטין-3 הוא מה שמכונה חלבון קושר גליקן, כלומר הוא מזהה באופן ספציפי ומתחבר לדפוסים מסוימים של שרשראות הסוכר הללו.
המעבדה של הואנג פנתה לטכניקה שבה השתמשו לראשונה בשנת 2020 כדי למפות אילו חלבונים מעוטרים בסוכר מזהה גלקטין-3. הגישה הנקראת תיוג קרבה פועלת כמו ספריי צבע מולקולרי; כאשר גלקטין-3 נקשר לחלבון, מולקולות הנוצרות על-ידי גלקטין-3 הנגזרת מתייגות באופן בלתי הפיך חלבונים באזור. לאחר מכן, מדענים יכולים לעבוד אחורה מהחלקים המודגשים של החלבון כדי למצוא את אתר הקישור המדויק של גלקטין-3.
במחקר החדש, Huang ועמיתיו השתמשו בתיוג קרבה כדי למפות את הקישור לגלקטין-3 בתאים שגדלו במעבדה שמקורם ברקמת השליה האנושית. בלטו שני חלבונים ש-galectin-3 נקשר בעקביות ל: CD9 ו-integrin beta 1 (ITGB1). כאשר החוקרים הסירו כל אחד מהחלבונים מתאי השליה, התאים לא התמזגו עוד במהלך התפתחות השליה. לאחר מכן, כאשר הם חקרו לאילו אתרים ספציפיים בחלבון CD9 galectin-3 נקשר, הצוות גילה אתר גליקוזילציה לא שגרתי.
"זה היה ממש מרגש למצוא רצף גליקוזילציה נדיר שכזה", אומרת הסופרת הראשונה אביגיל ריבס, סטודנטית לתואר שני במחקר Scripps במעבדה של הואנג. "זה באמת מדגיש כמה מעט אנחנו יודעים על סוג זה של גליקוזילציה. אנחנו לא יכולים לחזות בוודאות מוחלטת אילו סוכרים יקשטו חלבון ואילו חלבונים קושרים לגליקן יזהו את השינוי הזה".
הצוות גם הראה שמולקולות גלקטין-3 צריכות להתקבץ יחד כדי להניע היתוך תאים. כאשר הנדסו את גלקטין-3 כך שלא יוכל להתקבץ, תאי השליה כבר לא התמזגו.
"אנחנו חושבים שמה שקורה הוא שגלקטין-3 נקשר לגליקופרוטאין CD9 הללו על פני התא ומושך את כולם יחד, ויוצר את המבנה הקשיח הענק הזה", מסביר הואנג. התהליך נמשך כ-48 שעות, והתקבצות הממברנה גורמת בסופו של דבר לתאים להתמזג, כך עולה מהנתונים.
המחקר החדש מוסיף לראיות הולכות וגדלות לכך שלאינטראקציות אינדיבידואליות בין חלבונים ושרשראות סוכר יכולות להיות השפעות גדולות על תפקוד התא, מוסיף הואנג.
החוקרים פועלים כעת לאשר האם התהליך מתרחש בפיתוח שליות אנושיות, ולא בשורות תאים מבודדות. התובנה הזו יכולה בסופו של דבר להצביע על דרכים חדשות למניעת סיבוכי הריון על ידי תיווך של גלקטין-3. הצוות גם מתכנן ליישם תיוג קרבה לסוגים אחרים של תאים כדי להמשיך ולחקור את התפקיד של אינטראקציות חלבון-סוכר בביולוגיה האנושית.
בנוסף להואנג וריבס, מחברי המחקר, "מיפוי האינטראקטום של השליה גלקטין-3 מזהה את CD9 ו-ITGB1 כקולטנים נגד גליקופרוטאינים פונקציונליים במהלך סינציטאליזציה", כוללים את גיל-סוק יאנג, סביאסאצ'י באבו, ג'ולין דידריך, פראנאלי בדקר, כריסטופר בראצ'ר מ-ScC וג'ון ייטס השלישי; ושאהין פרהאדי, ארון וואנצ'ו וגרגורי הודאלה מאוניברסיטת פלורידה.
עבודה זו נתמכה על ידי מימון מקרן Burroughs Wellcome, תוכנית המלגות למחקר בוגר של קרן המדע הלאומית (NSF GRFP, NSF/DGE-2235200), מלגת בוגרים של Skaggs מקרן משפחת שימל, המוסדות הלאומיים לבריאות (R35GM142462, UM1AI1414146, UM1AI1411462 ו-Continue RAI141462) תוכנית גיבורי המחקר של קרן Prebys.
