מתיו טיילור השווה את עבודתו שפורסמה לאחרונה לצד הסטודנט הדוקטור גארי דאן לבעוט על סלע. ברגע שהתגלה התגלית, הגיע הזמן לראות מה טמון מתחת.
טיילור, פרופסור חבר במחלקה למיקרוביולוגיה וביולוגיה של אוניברסיטת מונטנה, חקר את מנגנוני השכפול והזיהום של נגיפי הרפס במשך יותר מעשור. דאן, כיום חוקר פוסט -דוקטורט מאוניברסיטת איידהו, היה בעיצומו של עבודת הדוקטורט שלו במעבדה של טיילור כשהבין משהו: נגיפי הרפס מעובדים באמצעות סוג אחד של תא מארח – המכונה תא מפיק – הציגו הבדלים מאותו נגיף שטופח עם תא יצרן אחר.
זה היה אי התאמה קטנה לכאורה עם השפעות אדווה שעלולות להיות בעלות פוטנציאל: כיצד יכולות ההבדלים הללו להשפיע על יכולתו של הנגיף להדביק את המארח שלו, או על רגישותו לטיפול? מדענים השתמשו במגוון קווי תאים מבוססים – תאי מפיק המאפשרים ניסויים שניתן לחזור בקלות – במשך עשרות שנים, ולכן דאן וטיילור בדקו את יסוד התחום.
פרויקט זה הוא וירולוגיה בסיסית מאוד. זה מדבר לרבים מהדברים שהיינו צריכים לעשות כבר בהתחלה. רצינו נגיף מופץ, ולכן בשנות החמישים המדענים תפסו קו תאים שהיה יעיל. יש לנו 70 שנות התפתחות עכשיו, ואני חושב כוויראולוג מודרני, אנו כל הזמן צריכים לשאול, האם אלה הדרכים הנכונות? "
מתיו טיילור, פרופסור חבר, המחלקה למיקרוביולוגיה וביולוגיה של תאים, אוניברסיטת מונטנה סטייט
נגיפי הרפס שכיחים מאוד בכל העולם, וגורמים לכל דבר, החל מפצעים קרים ואבעבועות רוח ועד שלבקת חוגרת והרפס באיברי המין. ההערכה היא כי בערך 70% מאוכלוסיית העולם נושאים את נגיף הרפס סימפלקס 1 או HSV-1. עבור רבים הנגיף גורם לתסמינים קלים הנפתרים במהירות, אך עבור חלקם HSV-1 יכול להוביל להשפעות חמורות ומתמשכות כולל דלקת המוח, או דלקת במוח.
בעוד שהעבודה הבוחנת תאי מפיק היא מהותית, היא מאתגרת פרדיגמות היסטוריות של האופן בו וירולוגים ערכו מחקר. הממצאים ממחקר הדוקטורט של דאן הבוחנים את ההשפעה של סוגים שונים של תאי מפיק על הנגיפים המעובדים שהתקבלו פורסמו מוקדם יותר השנה בכתב העת Journal of Virology במאמר שכותרתו "סוג תאי המפיק של HSV-1 משנה את התוכן הפרוטאומי ואת יכולת הזיהום של הנגיפים."
כאשר מדענים חוקרים וירוסים, הם מגדלים תחילה את הנגיף על ידי הדבקת תאי מפיק במסגרת מעבדה. זה נותן לנגיף מארח שהוא משתמש בו כדי לשכפל את עצמו, ומאפשר לחוקרים לצפות בתהליך הזה ובמנגנונים הנגיפים משתמשים כדי להדביק את מארחיהם.
ישנם קווי תאים יצרניים רבים בהם משתמשים מדענים על סמך יעדי המחקר שלהם, אמר טיילור, שרובם טיפחו לפני כמה עשורים. קווים שונים מאפשרים למדענים ללמוד כיצד נגיפים משכפלים את כל דבר, החל מתאי ריאה לתאי כליות ואפילו בתאי דם.
עבודתו של דאן היא מהראשון שקבע כי תאי מפיקים שונים מובילים להבדלים בנגיפים שהתקבלו. הוא הבחין כי נגיפים מעובדים מסוימים היו בעלי קומפוזיציות חלבון שונות והפעילו גנים שונים במהלך תהליך השכפול. אפילו הבדלים קלים, אמר, יכולים להשפיע על הזרם על האופן בו נגיפים מבססים זיהום ולהגיב להתערבות רפואית.
"קלינית, אם אתה מבין שסוג התא המשמש לייצור וירוס יכול לשנות את ההרכב שלו ואינטראקציות אחרות שמתרחשות, אתה יכול להתחיל למקד לרכיבים שונים בנגיף שעשוי להיות רלוונטי יותר", אמר דאן. "אם אתה מדבר על וירוס שמקורו בסוג תאים אחד הגורם להבדלים בהרכב החלבונים, אולי תוכל לעכב את האינטראקציות הללו, מה שעלול להוביל לאפשרויות חדשות בטיפול."
המשך לחקור את ההבדלים בין נגיפים המעובדים עם קווי תאים שונים יכול גם להנחות מחקרים כיצד נגיפים עוברים דרך חלקים שונים בגוף. וירוס עשוי לשכפל אחרת בריאה מאשר בכליה, וזה עשוי להשפיע גם על האופן בו הוא מתפשט מאדם לאדם.
"הגנום הוויראלי מקודד חלבונים משלו כדי לשכפל את עצמו, אבל יש בזה הרבה יותר מזה," אמר דאן. "זה תופס גם רכיבים סלולריים במארח שלו, ושילוב של רכיבים סלולריים בנגיפים הוא יותר נקודת דגש אחרונה בוירולוגיה. יש לך מאות סוגי תאים שונים בגופך, שלא לדבר על כל סוגי התאים הקיימים למחקר. אתה באמת יכול לעשות קריירה מסוג זה של מחקר."
הבנת וקטלוג ההבדלים המופיעים כאשר משתמשים בסוגים שונים של תאי מפיק ינחה מחקר עתידי במעבדה של טיילור. עכשיו כשהסלע נבעט, הגיע הזמן לחקור את מה שמתחת. מדענים בשנות החמישים השתמשו בקווי התאים הטובים ביותר שהכירו, וטיילור מקווה שהמדענים של ימינו יוכלו לעשות מחקר טוב יותר על סמך ידע טוב יותר.
"זה חלק מהעיקרון המדעתי. אתה עושה את הניסויים הטובים ביותר שאתה יכול באותה תקופה, וכאשר ניסויים חדשים מגיעים, והנתונים מגיעים, אנחנו צריכים להיות פתוחים לרעיונות האלה," אמר. "מדע הוא דבר חי, והעבודה הזו היא דוגמא נהדרת לכך."
