מדענים גילו שיטה לגרום לתאי אנדותל אנושיים מדגימה ביופסיה קטנה להכפיל במעבדה, ומייצרים יותר מדי תאים כדי להחליף כלי דם פגומים או להזין איברים להשתלה, כך עולה ממחקר פרה -קליני של חוקרי הרפואה של ווייל קורנל. תאי אנדותל יוצרים רירית פנימית של כלי דם ומווסתים את זרימת הדם, דלקת וריפוי. גישות מסורתיות לגידול תאים אלה במעבדה הניבו רק מספרים מוגבלים לפני שהם מאבדים את יכולתם לתפקד. השיטה החדשה כוללת טיפול בתאי אנדותל למבוגרים עם מולקולה קטנה המפעילה את התאים המרתקים להתעורר ולחלק מאות פעמים ללא סימני הזדקנות, מוטציה או אובדן תפקוד.
הממצאים, שפורסמו ב- 14 באוקטובר במחקר קרדיווסקולרי, עשויים לספק דרך אמינה לייצר מספר עצום של תאי האנדותל של המטופל עצמו, מה שמאפשר שתלים כלי דם למחלות לב, טיפולי סוכרת והשתלות איברים ואסטרטגיות למקד כלי דם חריגים.
"למרות היכולת לבודד תאי אנדותל אנושיים במעבדה במשך יותר מחמישים שנה – פריצת דרך שדווחה במקור על ידי מדענים בווייל קורנל בשנת 1973 – השימוש שלהם בטיפול אנושי היה מסורבל. קשה היה לטפח אותם בכמויות קליניות לטיפול במעמדת הטרטציה של גושם. המכון, ראש המחלקה לרפואה רגנרטיבית ופרופסור ארתור ב. בלפר ברפואה גנטית בווייל קורנל, שהוביל את המחקר. "הטכנולוגיה שלנו מאפשרת למעבדות קליניות להשתמש בביופסיה קטנה שנלקחה במשרד של רופא ובסופו של דבר לייצר טריליון תאי אנדותל פונקציונליים יותר, מבלי לרכוש תכונות סוטה."
ד"ר יאנג לין, מדריך לרפואה רגנרטיבית בוויל קורנל, וד"ר פוקיאנג ג'נג, עמיתת המחקר במעבדת RAFII, הובילו גם הם את המחקר.
קום וזרוח
איברים אנושיים דורשים רשת בריאה של כלי דם כדי לרפא ולהתחדש אך ייצור תאי האנדותל הנחוצים לשם כך היה מסובך. אפילו תאי אנדותל צעירים ובריאים מחבלי טבור אנושיים שהושלכו הופכים לא יציבים וסנריאנס לאחר כשמונה חטיבות תאים.
תאי אנדותל למבוגרים יעילים אפילו פחות בהתרבות מכיוון שכמה מסלולי איתות מעטים שומרים על תת קבוצה גדולה של התאים רדומים. אחד מאלה הוא מסלול הקולטן לפחמימנים אריל (AH) המסדיר את ביטוי הגנים בגרעין. לאחרונה, מדענים הראו כי עיכוב קולטן AH עם סוג של מולקולות קטנות עוררו תאי גזע המטופואטיים כדי לחלק. החוקרים שיערו כי גישה זו עשויה לעבוד גם עם תאי אנדותל מבוגרים.
הצוות גילה כי שלוש מולקולות קטנות שונות יכולות לחסום את קולטן AH ולהפיץ תאי אנדותל מרקמות אנושיות שונות, כולל רקמות שומן למבוגרים, אתר קציר נגיש בקלות. טיפוח מדגם ביופסיה בנוכחות מעכב קולטן AH ייצר עד 2 טריליון תאי אנדותל, שהיה פי 100 מתרבות הביקורת. גם לאחר התרחבות משמעותית זו, התאים המטופלים היו בעלי ביטוי גנים תקין, יציבות גנומית והפוטנציאל ליצירת כלי דם. "זה כמו מעיין של בני נוער – התאים לא מתבגרים ולא הופכים לסרטן, וזה קריטי לטיפול קליני", אמר ד"ר רפי, שהוא גם חבר במכון לרפואה מדויקת באנגלנד ובמרכז הסרטן סנדרה ואדוארד מאייר בוויל קורנל.
מסלול חדש ומפתיע
כאשר הצוות הביט בהמשך כיצד התאים שטופלו במעכבים הצליחו להתרחב כל כך, הם הבחינו במשהו בלתי צפוי. ד"ר לין אמר כי "חשבנו שאם אנו מפיל את ביטוי הגן של הקולטן AH, אנו צריכים להיות בעלי ריבוי רב יותר גם ללא המעכב, אך גילינו שזה לא נכון", אמר ד"ר לין. "זה סיפק רמז לכך שהמולקולה הקטנה לא מעכבת את מסלול הקולטן הידוע אלא עובדת בצורה שונה לחלוטין."
ד"ר לין וד"ר ג'נג קבעו שבמקום לחסום את הפעילות הרגילה של הקולטן AH, המעכבים עוררו מסלול אלטרנטיבי ששינה את האופן בו הקולטן היה אינטראקציה עם חלבונים אחרים המעורבים במטבוליזם, חמצון ודלקת. המעכב ירידה ברמות של מיני חמצן תגובתי מזיקים ואיפשר לתאים להשתמש בתהליכים אלטרנטיביים לאנרגיה, מלבד רק באמצעות גלוקוז. "זה מאפשר להם להמשיך לשכפל, תוך שמירה על שלמותם הגנומית", אמר ד"ר רפי. ניסויים נוספים מצאו כי המעכבים מפעילים ייצור של פוליאמין – מולקולה חיונית לצמיחת תאים נורמליים והישרדות – מה שעשוי לדחוף את תאי האנדותל להתרבות.
הממצאים מטילים את הקרקע לייצור אבני הבניין של כלי הדם בסולם הדרוש לטיפולים אנושיים. בשלב הבא, החוקרים ינתחו כיצד המעכב הכריכה לקולטן AH מעצב מחדש את איתות התאים ומטבוליזם בתאי האנדותל. והכי חשוב, החוקרים מתכננים למנף גישה טרנספורמטיבית זו כדי לטפח כמויות בקנה מידה קליני של כלי הדם הספציפיים לרקמות, האידיאליים לאיברי החלפה עמידים להנדסה.
