ככל שאנשים מתבגרים, הם נעשים נוטים יותר למחלות קרישת דם, כאשר תאי דם הנקראים טסיות מתקבצים יחדיו כאשר הם אינם צריכים ויכולים לגרום לבעיות עיקריות כמו שבץ ומחלות לב וכלי דם. במשך עשרות שנים, מדענים חקרו מדוע תאי הדם של אנשים מבוגרים מתנהגים כך, תוך שימוש בתובנות שלהם כדי לפתח את שלל התרופות לדילול הדם הקיימות כיום בשוק לטיפול בגורם המוות המוביל בארצות הברית.
כעת, פרופסור להנדסה ביו-מולקולרית באוניברסיטת UC סנטה קרוז קמילה פורסברג וקבוצת המחקר שלה גילו אוכלוסייה משנית שונה של טסיות המופיעות עם הזדקנות ובעלות התנהגות היפר-תגובתית ותכונות מולקולריות ייחודיות, מה שיכול להקל על מיקודן באמצעות תרופות. החוקרים עקבו אחר אוכלוסיית הטסיות הזו למקורות תאי הגזע שלה, ומצאו את מה שהם מזהים כמסלול ההתפתחות הספציפי לגיל הראשון שמתגלה מתא גזע לתא טסיות בוגר מובהק.
השאלה במשך עשורים ועשרות שנים הייתה: מדוע אנשים מזדקנים נמצאים בסיכון כה גבוה לקרישת דם מוגזמת, שבץ מוחי ומחלות לב וכלי דם? יש לנו את הגילוי הזה של מסלול חדש לגמרי שמופיע בהדרגה עם ההזדקנות -; עושי צרות! זה אף פעם לא היה חלק מהדיון".
קמילה פורסברג, פרופסור להנדסה ביו-מולקולרית, UC סנטה קרוז
קבוצת המחקר הציגה את ממצאיה במאמר שפורסם בכתב העת היוקרתי תָא. הסופרת הראשונה דונה פוסקבלו, הדוקטורט לשעבר של פורסברג. סטודנטית שהיא כיום פוסט-דוקטורט באוניברסיטת סטנפורד, ועמיתיה ביצעו את הניסויים הללו עם המשאבים וסביבת ההכשרה במכון לביולוגיה של תאי גזע (IBSC) ב-UC סנטה קרוז.
הבנת טסיות דם
תאי טסיות הם אחד משלושה סוגים של תאי דם המיוצרים על ידי הגוף, כאשר תאי דם אדומים ולבנים הם השניים האחרים. מיליוני תאים אלה מרחפים בדם בכל עת, וכאשר מתרחשת פציעה פנימית או חיצונית, הם מתקבצים יחד ליצירת פלסטר טבעי וחי. הפרעה בוויסות טסיות הדם, הידוע כעלייה עם הגיל, מתרחשת כאשר תאים אלו הם תגובתיות יתר ויוצרים קרישים לעיתים קרובות מדי, או שהם בעלי ביצועים נמוכים. בשני המקרים הגוף לא יכול לנהל את הדימום והקרישה כראוי, אם כי תגובתיות יתר היא בעיה נפוצה הרבה יותר.
כל תאי הדם מתחילים כתאי גזע המטופואטיים, מחלקה מיוחדת של תאי גזע, ולאחר מכן מבשילים באמצעות סדרה של שלבי ביניים הנקראים "מסלול בידול" שמוביל אותם לגורלם כטסיות דם, כדוריות דם אדומות או כדוריות דם לבנות. זה ידוע כבר עשרות שנים שתאי הגזע ההמטופואטיים האלה יורדים עם הגיל, אבל זה מהווה סתירה עבור מדענים: אם התאים ההמטופואטיים פחות בריאים, אז מדוע הטסיות שהם יוצרים היפר-תגובתיות?
מסלול 'קיצור דרך'
בתור ביולוגים של תאי גזע, החוקרים באוניברסיטת סנטה קרוז ניגשו לשאלה זו על ידי חקירת תאי הגזע ההמטופואטיים.
הם ערכו ניסויים שאפשרו להם להתחקות אחר השושלות של תאי גזע אלה במודלים של עכברים, וגילו שבעכברים מבוגרים חלק מהטסיות שלהם לא נעו לאורך מסלול ההתמיינות. במקום זאת, הם נקטו במה שחוקרים ב-UCSC כינו "קיצור דרך", דילגו מעל שלבי הביניים והפכו מיד לאבות מגה-קריוציטים, שלב תאי הדם מיד לפני ייצור הטסיות. למיטב ידיעת החוקרים, זהו המסלול הראשון של תאי גזע ספציפי לגיל שהתגלה אי פעם.
"אנשים חושבים על (טסיות דם ותאי דם אדומים) כעל שושלת אחת שחולקת ויסות ושלבי ביניים עד הסוף", אמר פורסברג. "לראות ש(אוכלוסיית הטסיות המשנית) מופרדות לחלוטין כל הדרך מרמת תאי הגזע, רק בעכברים מבוגרים, היה ממש מפתיע".
בעוד שאוכלוסיית הטסיות המופקות ממסלול הקיצור הינן תגובתיות יתר, הטסיות המופקות מהמסלול הראשי ממשיכות להתנהג כמו הטסיות אצל אדם צעיר.
"מפל הבידול ההדרגתי שומר על נכס נעורים, ואני מרגיש שזה גם מפתיע בתוכו", אמר פוסקבלו.
הם גילו שהטסיות המשניות ההיפר-תגובתיות מתחילות להיווצר באמצע החיים עבור העכברים, כאשר אוכלוסייתם גדלה בהדרגה עם ההזדקנות. נכון לעכשיו, החוקרים לא מצאו טריגר שמתחיל את ייצור המסלול המשני הזה. אולם באופן בלתי צפוי, נראה שהוא אינו מופעל על ידי סביבת ההזדקנות עצמה: כאשר תא גזע המטופואטי צעיר מועבר לסביבה מיושנת, נראה שהוא אינו מפעיל את מסלול הקיצור; וכאשר תא גזע המטופואטי מיושן מוכנס לסביבה צעירה, תאי הגזע הישנים ממשיכים לפעול כתאי גזע ישנים.
"זה היה מפתיע, החוסן הגילאי של המסלול השני", אמר פורסברג. "אחת מאוכלוסיות הטסיות אינן מושפעות כלל (מהזדקנות), ואילו זו שגילינו היא -; כך שכל התופעה אינה נגרמת בעיקר מהסביבה, אלא מדרך הבידול".
בחירת טיפולים טובים יותר
הידיעה שקיימת אוכלוסייה משנית זו של טסיות דם תעזור לחוקרים למצוא דרכים חדשות למקד ולווסת את התאים הבעייתיים הללו באמצעות תאי הגזע שלהם. לפני כן, חוקרים לא ניסו למקד את התאים האלה במעלה הזרם.
"מהמומחיות שלנו, אנו יכולים לשאול את השאלות כיצד למקד את תא הגזע ההמטופואטי וכעת את אב המגה-קריוציטים, שמעולם לא באמת הודגש קודם לכן כמקום למקד אותו", אמר פוסקבלו.
מיקוד לתאים אלו עשוי שלא לדרוש יצירת תרופות חדשות, אלא פשוט יותר להודיע על מרשם של מדללי דם קיימים כגון אספירין, המטפלים בחולים שונים בדרגות שונות גם אם הם מציגים תסמינים דומים הקשורים לקרישה. באמצעות דגמי העכבר שלהם, החוקרים יזהו איזו משתי אוכלוסיות תאי הגזע רגישה יותר לאספירין ושלל תרופות הטסיות האחרות בשוק.
חוקרי UCSC גם עובדים כעת על מציאת אוכלוסייה משנית זו של טסיות דם בתאים אנושיים בתמיכה של מענק ממכון קליפורניה לרפואה רגנרטיבית (CIRM). במודלים של העכברים, הם ימשיכו ללמוד כיצד לתמרן ולשלוט במסלול הקיצור, במימון מהמכון הלאומי לבריאות (NIH).
משתפי פעולה במחקר זה כללו עוזר פרופסור למתמטיקה יישומית של UCSC ונסה יונסון ו-Reheman Adili ומייקל Holinstat של בית הספר לרפואה של אוניברסיטת מישיגן. חוקרי IBSC בהווה ובעבר בפרויקט זה כללו את אטש וורת'ינגטון (כיום באוניברסיטת סן פרנסיסקו), סטפני סמית'-ברדן, מרסל רומל, ברייס מנסו, לידיה מוק, רומן רג'יארדו, טיילור קול, רעננה מוגראב, ג'נה מאיירס, סטיבן דהמן, פאלומה מדינה , אנה בודין (כיום באוניברסיטת יוטה, סולט לייק סיטי), וסקוט בוייר.
