מחקר חדש מתאר מנגנון מולקולרי מרכזי המסביר כיצד תאים מחליפים מידע באמצעות שלפוחיות חוץ-תאיות (EVs), חלקיקים קטנים בעלי פוטנציאל טיפולי רב. התוצאות, שפורסמו ב- Journal of Extracellular Vesiclesחושפים כי קומפלקס החלבון Commander, שנודע בעבר בתפקידו במחזור ממברנות, מתאם גם את הכניסה והיעד הפנימי של שלפוחיות בתוך התא. ממצא זה שופך אור על תהליך התקשורת הבין-תאית, שהוא בסיסי לפיתוח של טיפולים וכלי אבחון חדשים.
את המחקר הובילו פרופסור אלברט לו, מהפקולטה לרפואה ומדעי הבריאות של ה-UB ומרכז המחקר הביו-רפואי של CELLEX (IDIBAPS-UB), ומריה Yáñez-Mó, ממרכז Severo Ochoa לביולוגיה מולקולרית (CSIC-UAM). השתתף גם קרלס אנריך, פרופסור באותה פקולטה (IDIBAPS-UB).
לדברי אלברט לו, "ההבנה כיצד תאי קולטן לוכדים ומעבדים שלפוחיות חוץ-תאיות חיונית להבנת האופן שבו הגוף שלנו מתקשר ברמה המולקולרית". "יתר על כן – הוא ממשיך – ידע זה הוא המפתח לניצול הפוטנציאל הטיפולי והאבחוני של שלפוחיות אלה, שכן יעילותן תלויה ביכולת לכוון אותן וללכוד אותן על ידי תאי המטרה המתאימים".
מתודולוגיה חדשנית המבוססת על טכניקת CRISPR
שלפוחיות חוץ-תאיות (EVs) הן ננו-חלקיקים המופרשים על ידי כל התאים הפועלים כשליחים ביולוגיים: הם מעבירים חלבונים, שומנים וחומצות גרעין. כדי לזהות את המנגנונים המולקולריים המכוונים את קליטתם והפנמתם בתא, חוקרים השתמשו בגישה מתודולוגית חדשנית המורכבת מיישום סקר גנומי מסיבי המבוסס על טכנולוגיית CRISPR-Cas9.
כלי זה מאפשר לחוקרים לנטרל כל אחד מיותר מ-20,000 הגנים האנושיים בזה אחר זה, כדי לנתח את תפקידם בתהליך. במקרה זה, החוקרים שינו גנטית את התאים כך שלכל קבוצה הושבת גן אחר. התאים נחשפו לאחר מכן ל-EVs שסומנו בצבע פלואורסצנטי, ובאמצעות ציטומטריית זרימה, נמדדו התאים שלכדו יותר או פחות שלפוחיות. לאחר מכן נעשה שימוש במיון תאים המופעל על ידי פלואורסצנציה (FACS) כדי להפריד בין התאים בעלי יכולת ספיגה גבוהה יותר או נמוכה יותר. הגנים המושבתים בכל קבוצה זוהו לאחר מכן באמצעות רצף המוני.
גישה שיטתית וחסרת פניות זו מאפשרת לנו לגלות רגולטורים חדשים מבלי להסתמך על השערות קודמות, בניגוד לטכניקות מסורתיות המתמקדות במועמדים ספציפיים".
פרופסור אלברט לו, הפקולטה לרפואה ומדעי הבריאות של ה-UB והמרכז למחקר ביו-רפואי של CELLEX (IDIBAPS-UB)
התוצאות מצביעות על כך שקומפלקס המיחזור האנדוזומלי של Commander, שנוצר על ידי חלבונים שונים, פועל כמווסת בסיסי וכללי של ספיגת שלפוחית. העובדה שהמחקר נערך על קווי תאים אנושיים שונים מעידה על כך ש"המנגנון שמור ועלול להיות אוניברסלי, למרות שפעילותו עשויה להשתנות בהתאם לסוג התא או ההקשר הפיזיולוגי", מוסיף החוקר.
פוטנציאל לטיפולים רגנרטיביים, אונקולוגיים או אנטי דלקתיים חדשים
להבנת תהליך זה יש השלכות טיפוליות חשובות, שכן היכולת של שלפוחיות אלו לחצות ממברנות ולהגיע לרקמות ספציפיות הופכת אותן לכלי רכב טבעיים פוטנציאליים להובלת תרופות או מולקולות טיפוליות. "ההבנה כיצד מוסדרים כניסתם, הסחר התוך-תאי ואספקת המטען המולקולרי שלהם פותחת את הדלת לתכנון רכבים חשמליים עם כיווניות מבוקרת, ומשפרת את יעילותם בטיפולים רגנרטיביים, אונקולוגיים או אנטי דלקתיים", מציין לו.
החוקרים עובדים כעת על הבנה מפורטת יותר של תפקידו של קומפלקס המפקד בשליטה על הספיגה והגורל התוך תאי של שלפוחיות אלו, וכן כדי לקבוע האם מנגנון זה נשמר בסוגים אחרים של תאים או רקמות. הם גם רוצים לחקור אם שינויים בקומפלקס עשויים להיות מעורבים בשינויים בתקשורת התא בהקשרים פתולוגיים, כגון סרטן או הפרעות ניווניות. "בטווח הארוך, המטרה היא להיות מסוגלים לתמרן את המסלול הזה כדי לווסת את התקשורת בין תאים ולשפר את השימוש ב-EV ככלי טיפול ואבחון", מסכם החוקר.
