בהתקדמות מרכזית לרפואה רגנרטיבית ובריאות הבטן, מדענים מבית הספר לרפואה של דיוק-נוס ואוניברסיטת נניאנג טכנולוגית, סינגפור (NTU סינגפור) חשפו מערכת תקשורת מדויקת ובלתי צפויה במעיים. תאים תומכים המכונה טלוציטים משתמשים בנוירונים דמויי תוספים עדינים במוח-מספקים אותות ישירות לתאי גזע במעי. המחקר שלהם, שפורסם בכתב העת תא התפתחותימאתגר הנחות ארוכות שנים לגבי האופן בו המעיים מקיימים ומתקנים את עצמה, ואולי מוביל לטיפולים טובים יותר במצבים כמו IBD וסרטן המעי הגס.
רירית המעיים היא אחת הרקמות הפעילות ביותר בגוף האדם. זה מחדש את עצמו כל כמה ימים, בזכות קבוצה קטנה של תאי גזע שחיים עמוק בכיסים זעירים שנמצאו ברירית הבטן, הנקראת קריפטס. תאי גזע אלה מתחלקים ומתמחים, והופכים לסוגי התאים השונים הדרושים בכדי לשמור על הבטן בריאה ותפקודית. כדי להשיג בידול זה של תאים, תאי הגזע מסתמכים על הוראות מתאי תמיכה הסובבים בנישה תאי הגזע-הסביבה המיקרו-סביבתית המתמחה בה תאי גזע חיים ומתפקדים.
עד לאחרונה, מדענים חשבו כי האותות הכימיים המיוחדים הללו, המכונים WNTs, צפו בחופשיות דרך הרקמה הסובבת, ובסופו של דבר הגיעו לתאי הגזע באמצעות דיפוזיה. זה הציע הסבר חלקי כיצד מוסדרים תאי גזע, אך לא הסביר כיצד תהליך אקראי כזה יבטיח שהודעות יגיעו בדיוק בזמן ובמקום הנכונים בעת הצורך.
פרופסור דייוויד וירגשופ, מנהל התוכנית בסרטן וביולוגיה של תאי גזע בבית הספר לרפואה של דוכס-נוס, ותואם משותף של המחקר, הסביר: "גילינו שהאותות הללו אינם רק נסחפים ברקמות. הם מועברים בדיוק מפתיע מהגומחה לתאים גזעיים על ידי תאים מיוחדים או טלוציטים-מחנה את הדרך בה אנו חושבים על תקשורת תאי, בדומה לתאי הנוירון.
טלוציטים מעניינים במיוחד בגלל היכולת שלהם לשלוח תוספות ארוכות ודקות הנקראות Cytonemes. חוטים אלה מגיעים ישירות מהטלוציט לתא גזע ספציפי. באמצעות טכניקות הדמיה מתקדמות, כולל פלואורסצנציה ברזולוציה גבוהה ומיקרוסקופיית אלקטרונים, הצוות ציין כי טלוציטים במעי העכבר משתמשים בציטונמות כדי לספק WNTs ישירות לתאי גזע בודדים בקריפטה.
התנהגות דמוית נוירון זו בתאי בטן מעלה את ההבנה שלנו כיצד איברים שומרים על עצמם מייצרים את אחד מהאנלוגים הסלולריים הברורים ביותר בין תפקוד המוח למעי שנראה עד כה.
החוקרים מצאו כי נקודות המגע בין הטלוציט לתא הגזע דומות במראה לסינפסות, החיבורים האחד-אחד בין תאי עצב. צורת תקשורת מדויקת זו מאפשרת להעביר WNTs ישירות למיקומם המיועד.
"סוג זה של תקשורת ישירה, תא לתא, מדגיש רמה חדשה של דיוק באופן שבו מולקולות המופרשות מועברות לתא היעד שלהן." אמר עוזר פרופסור אלכסנדר לודוויג מבית הספר למדעי הביולוגיה ב- NTU סינגפור, אחד מחברי המחקר. "זו דוגמה בולטת לאופן בו הדמיה בקנה מידה שונה יחד עם גישות תיוג חלבון חדשות יכולה לחשוף מנגנונים חדשים ולשנות פרדיגמות."
כדי להבין טוב יותר כיצד מערכת תקשורת זו עובדת, המדענים חקרו את האגוזים והברגים של הטלוציטים, את החלבונים שמגבילים את הציטון. כאשר חלבונים אלה, במיוחד שני שחקני מפתח בשם קנק ולפרין, שיבשו, הציטונמות לא הצליחו ליצור או לתפקד נכון, ומכונות ההובלה המיוחדות של WNT לא הצליחו לתפקד.
מדען המחקר הראשי ד"ר גדימינאס גריצ'יוס, מתוכניתו של הדוכס-נוס בסרטן וביולוגיה של תאי גזע ומחבר המחקר הראשון, אמר כי הגילוי מדגיש את הכוח של בחינת הביולוגיה הבסיסית.
לפעמים כשאתה לומד את היסודות מקרוב, אתה חושף משהו טרנספורמטיבי. מערכת איתות ממוקדת זו הסתתרה באופק, ועכשיו כשאנחנו רואים אותה, היא מעצבת מחדש את ההבנה שלנו את הביולוגיה של תאי גזע במעיים. "
ד"ר גדימינאס גריצ'יוס, מתוכנית הדוכס-נוס בסרטן וביולוגיה של תאי גזע
בעוד שהמחקר התמקד ברקמות בריאות, ההשלכות מרחיקות לכת. שיבושים באיתות WNT כבר ידועים כמניעים סוג כלשהו של סרטן המעי הגס. באופן דומה, איתות לקוי עשוי למלא תפקיד במחלות מעי דלקתיות כרוניות (IBD) כמו מחלת קרוהן ותנאי קוליטיס כיבית הנפוצים יותר ויותר בסינגפור ובאזור.
פרופסור פטריק טאן, סגן דיקן בכיר למחקר בדוכס-נוס, ציין את החשיבות הרחבה יותר של הגילוי.
פרופסור טאן אמר כי "תגלית זו יכולה לשנות את האופן בו אנו ניגשים לתיקון רקמות ורפואה מחודשת". "אם נוכל לרתום או לשחזר את מצב האיתות המדויק הזה, זה עשוי לשפר את היעילות של טיפולי תאי גזע ולעזור לפתח טיפולים ממוקדים יותר למחלות הקשורות לבטן. זו דוגמה חזקה לאופן שבו מדע בסיסי מניע השפעה בעולם האמיתי."
