מודל של תרבית תאים אנושיים של תאי החיסון החשובים ביותר של הריאה, מקרופאגים מכתשי, עזר למצוא ממצא מרכזי שגורם לחוקרים לחשוב מחדש על תפקידו של חלבון חיסון אחר במחלות זיהומיות. המחקר פורסם לאחרונה בכתב העת טֶבַע.
מקרופאגים אלביאולרים נמצאים עמוק בריאות, שם הם מסירים חיידקים, וירוסים ופתוגנים מזיקים אחרים. איסוף תאים מיוחדים אלו מתורמים על מנת ללמוד אותם בפירוט דורש שיטות פולשניות, יקרות וגוזלות זמן. חוקרים במכון המחקר הביו-רפואי של טקסס (Texas Biomed) פיתחו דרך חדשנית ליצור בקלות רבה יותר תאים אנושיים "דמוי מקרופאג מכתשי (AML)" במעבדה המחקים את המקרופאגים הייחודיים הללו כמעט זהים. הם פרסמו על AMLs בשנה שעברה.
המודל כבר תורם למחקר הביו-רפואי העולמי.
שיתוף פעולה בינלאומי
בתקופה האחרונה טֶבַע במחקר, נעשה שימוש בתאי AML יחד עם מודלים אחרים המבוססים על תאים ומחקרים גנטיים אנושיים נרחבים כדי לקבל תובנות חדשות לגבי חלבון איתות חיסוני הנקרא גורם נמק גידול (TNF) ותפקידו בשחפת (TB). את המחקר הבינלאומי המאוד שיתופי הובילו חוקרים מאוניברסיטת רוקפלר בניו יורק; המעבדה לגנטיקה אנושית של מחלות זיהומיות בפריז, צרפת; ואוניברסיטת Antioquia UdeA במדלין, קולומביה.
"מרגש לראות מדענים ברחבי העולם מתחילים להשתמש במודל AML בעבודתם ולראות כיצד הוא יכול לעזור לחשוף מנגנונים בסיסיים של מערכת החיסון שיכולים לשנות את אופן הטיפול במחלות זיהומיות", אמר לארי שלזינגר, MD, Texas Biomed פרופסור ונשיא/מנכ"ל, שפיתח את מודל ה-AML יחד עם מדענית הצוות סוזנטה פהארי, Ph.D.
ניסויים מרכזיים
TNF נחשב זה מכבר כחיוני להגנה על בני אדם ומגוון רחב של מינים אחרים מפני זיהום. במחקר הנוכחי, החוקרים מצאו כי TNF אכן קריטי להגנה מפני שחפת, אך לא מפני מחלות זיהומיות אחרות. עדות לכך היא ניתוחים גנטיים מקיפים של שני בני דודים בקולומביה שאין להם TNF תפקודי וחיו בשנות ה-20 וה-30 לחייהם עם שחפת חוזרת, אך חוץ מזה הם בריאים למדי ללא מחלות עיקריות אחרות.
ניסויים באמצעות מודל AML, יחד עם מודלים אחרים של תאים, עזרו לאשר בדיוק מדוע זה המקרה. באופן ספציפי, TNF אחראי להפעלת שחרור מולקולות הנקראות מינים חמצן תגובתיים (ROS) בתוך מקרופאגים מכתשית כדי לעזור להרוג Mycobacterium tuberculosisהחיידק הגורם לשחפת. כאשר TNF נעדר או חסום, ROS אינו משתחרר והחיידקים מסוגלים להתפשט בריאות.
א טֶבַע מאמר "חדשות וצפיות" שנלווה לעיתון ציין שהפרויקט "מייצג נישואים נרחבים של מחקר קליני ותפקודי שמעלה שאלות טריות".
לדוגמה, אולי תפקידים שיוחסו ל-TNF מבוצעים על ידי מולקולות אחרות ויכולים לשמש מטרות טיפול חדשות להפרעות דלקתיות, נכתב בהודעה לעיתונות של רוקפלר.
"כמדענים, אנחנו רוצים לגלות תגליות, אבל לא פחות מספק הוא לפתח כלי המאפשר לאחרים לעשות פריצות דרך משלהם ולהשפיע עוד יותר על בריאות האדם", אמר ד"ר פהרי.
ההבדל ב-AML
מבחינה היסטורית, החוקרים יצטרכו לאסוף מקרופאגים מכתשית מתורמים באמצעות שטיפות ריאות פולשניות וגוזלות זמן. מודלים מקרופאגים אחרים פותחו אך חסרים תכונות מסוימות ייחודיות למקרופאגים מכתשית. מודל ה-AML פותר את שתי הבעיות על ידי התחלה עם הוצאת דם פשוטה מתורמים. מונוציטים בדם, סוג של תא חיסון, משולבים עם מרכיבים המחקים את סביבת הריאות בצלחת תרבית תאים. במהלך שבוע, המונוציטים הופכים לתאים שדומים מאוד למקרופאגים מכתשית, שניתן להשתמש בהם במחקרים כמו זה. תאי AML אלה נבדקים כעת במודלים מורכבים יותר של ריאה-על-שבב והמרכיבים המיוחדים נבדקים עם תאי גזע כדי ליצור מספר גדול עוד יותר של AMLs.
הפרוטוקול שלב אחר שלב ליצירת תאי AML במעבדה פורסם ב-STAR Protocols ביוני.