מתג מולקולרי יחיד חיוני שתאי גזע הדם יכנסו למצב התחדשות, בו הם מייצרים תאי דם חדשים, על פי מחקר פרה -קליני שהובל על ידי חוקרי הרפואה של ווייל קורנל. התגלית עלולה להוביל להשתלות מח עצם יעילות יותר וטיפולי גנים.
תאי גזע הם תאים לא בשלים שיש להם תפקיד התחדשות בסיסי כמעט בכל הרקמות. בדרך כלל הם קיימים במצב של שקט, ומפריד לאט לאט, אך לאחר פגיעה יכולה להחליף את הרקמה על ידי מעבר למצב מופעל בו הם מתרבים במהירות והופכים לתאים בוגרים ופונקציונליים.
החוקרים, במחקר שפורסם ב -25 בפברואר באימונולוגיה של אופי, מצאו כי לחלבון המווסת את התמלול של DNA הנקרא FLI-1 יש תפקיד קריטי בתהליך התחדשות זה לתאי גזע בדם, אשר בעיקר תושבים במח העצם עד שהם מגורים או "מגויסים" כדי לעבור לזרם הדם. הם הראו שתאי גזע מח עצם מגויסים מבוגרים מגויסים באופן חולף מפעיל אותם כך שהם מרחיבים במהירות את מספרם ויש להם סיכוי טוב יותר להשתיל בהצלחה למארח חדש.
הגישה שערכנו במחקר זה עשויה לשפר באופן משמעותי את היעילות של השתלות מוח וטיפולי גנים ממוקדים של תאי מוח, במיוחד במקרים בהם לתורם יש אספקה מוגבלת מאוד של תאי גזע דם בר-קיימא. "
ד"ר שאהין רפי, סופר בכיר במחקר, מנהל מכון הרטמן להתחדשות איברים טיפוליים ומכון תאי STEM אנסארי, ראש המחלקה לרפואה התחדשתית, ופרופסור ארתור ב.
ד"ר רפי הוא גם חבר במכון לרפואה מדויקת באנגלנד ובמרכז הסרטן סנדרה ואדוארד מאייר במרפאת וייל קורנל.
השתלות מחי, הכוללות תאי גזע בדם, מאפשרים חידוש של תאי הדם ואוכלוסיות תאי החיסון בקרב מקבלי, והם אלמנטים חשובים בטיפול בסרטן מסוים. הרופאים מחדשים לעיתים גם את תאי הדם בחולי סרטן המשתמשים בתאי גזע בדם בריאים שנשאבו מהמטופלים עצמם, אם כי תאי גזע אלה עשויים להיות קשה יותר להפעיל ולהתרחב אם הם כבר נחשפו לכימותרפיות ו/או טיפולי קרינה. באופן דומה, כמה טיפולי גנים, במיוחד עבור הפרעות בדם כמו בטא-תילסמיה, דורשות קציר תאי גזע הדם של המטופלים, החדרת גן טיפולי והתרחבות של תאי הגזע הניתנים לפגיעה במעבדה לפני ההתנגשות מחדש לחולה. כל היישומים הללו ישפרו אם לרופאים הייתה שיטה בטוחה ואמינה להחלפת תאי גזע דם שקט למצב התחדשות יותר.
במחקר, החוקרים השתמשו בפרופיל תאים בודדים ובטכניקות אחרות כדי לנתח את ההבדלים בפעילות הגנים בין תאי גזע דם שקט ומופעלים. בסופו של דבר הם האפסו את ה- FLI-1, חלבון גורם שעתוק שיכול לשלוט בפעילות של אלפי גנים. היעדרותו, הם הראו, שומרת על תאי גזע בדם שקועים, ובעיקר מכבה את האינטראקציות של התאים הללו עם תאי מחי הסביבה, ובמיוחד את תאי האנדותל המתמחים המרכיבים את כלי הדם. לעומת זאת, הפעילות של FLI-1 מחזירה את קשרי תאי הגזע ואת תואמותם המשותפת עם נישת תאי האנדותל המיקרו-סביבתית שלהם, הידועה גם בשם הגומחה כלי הדם. FLI-1 דוחף אותם למצב מופעל ומחודש-משפר היטב את יכולתם להרחיב ולהחזיר את אספקת תאי הדם במארח חדש.
המוטציות המניעות פעילות יתר של FLI-1 הן נהגים ידועים של כמה לוקמיה. עם זאת, החוקרים פיתחו שיטה לגירוי תאי גזע בדם עם FLI-1 למשך מספר ימים בלבד בכל פעם, תוך שימוש בגישה הדומה לזו של חיסונים מבוססי mRNA שהשתנו.
"תאי הגזע שאנו מציינים עם FLI-1 שונו mRNA בדרך זו מתעוררים ממצב שינה, מרחיבים ומוצרי פונקציונל ובעיקר במארח המקבל, ללא כל עדות לסרטן," אמר המחקר השותף-ראשוני, ד"ר טומר איטקין, שהיה מדריך של ביולוגיה באוניברסיטת Aviv במעבדה באוניברסיטת Aviv, מרכז Sagol של אוניברסיטת אביב לרפואה מחודשת.
הצוות התייחס גם לפאזל ארוך שנים בשדה תאי גזע הדם בכך שהראה כי הפוטנציאל ההתחדשות הגדול יותר של תאי גזע הדם הנגזרים מהטבור אנושי, בהשוואה לתאי גזע בוגרים המבודדים מדם, קשור להבדלים ברמות התאים הללו של פעילות FLI-1, ומשפיע על עוצמתם לאינטראקציה עם נישה כלי דם מתחדשת.
המחקר כלל ניתוח חישובי נרחב כדי לפענח את תפקידו של FLI-1 בהפעלת תאי גזע ושילובו עם מסלולי איתות ידועים המניעים התחדשות עצמית של תאי גזע והישרדות. זה גם הבהיר את הקשר בין תאי גזע הדם לסביבת המחית שלהם, ובמיוחד את הגומחה כלי הדם.
"הראינו שפעילות תאי גזע אינה אוטונומית אך גם אינה נקבעת במלואה על ידי אותות נישה כלי הדם של תאי האנדותל-היא תלויה במקום זאת באיתות ובהתאמה בין השניים," אמר הסופר השותף-ראשוני שון הוטון, אנליסט ביו-אינפורמטיקה במעבדה של אנליסטים במכון הרפואה של רפוי, וכיום אנליסטים בביו-אנליסטים במכון ה- WeAllation.
החוקרים מתכננים לעקוב אחר התפתחות פרה-קלינית נוספת וקנה מידה של השיטה המבוססת על mRNA שהשתנה כדי להציג באופן חולף FLI-1 בתאי גזע הדם, במטרה הסופית לבחון אותה בחולים אנושיים. גישתם עשויה לקבוע את הבמה לטיפול במגוון רחב של הפרעות בדם עם ייצור דם יציב ובטוח לטווח הארוך.
