תקשורת תא לתא באמצעות חלקיקים בגודל ננו, הפועלים כשליחים וכנשאים, ניתנת כעת לניתוח בצורה חדשה לגמרי, הודות לשיטה חדשה הכוללת טכנולוגיית עריכת גנים של CRISPR. החלקיקים, המכונים שלפוחיות חוץ-תאיות קטנות (sEVs), ממלאים תפקיד חשוב בהתפשטות המחלה וכנשאי תרופות פוטנציאליים. המערכת החדשה שפותחה, בשם CIBER, מאפשרת לחקור אלפי גנים בבת אחת, על ידי תיוג sEVs במעין "ברקוד" של RNA. בעזרת זה, החוקרים מקווים למצוא אילו גורמים מעורבים בשחרור sEV מתאי מארח. זה יעזור לקדם את ההבנה שלנו בביולוגיה בסיסית של sEV ועשוי לסייע בפיתוח של טיפולים חדשים למחלות, כגון סרטן.
הגוף שלך "מדבר" ביותר מדרך אחת. התאים שלך מתקשרים זה עם זה, ומאפשרים לחלקים השונים שלך לתפקד כצוות אחד. עם זאת, יש עדיין תעלומות רבות סביב תהליך זה. שלפוחיות חוץ-תאיות (EVs), חלקיקים קטנים המשתחררים על ידי תאים, נחשבו בעבר כפסולת חסרת תועלת. עם זאת, בעשורים האחרונים הם סומנו מחדש באופן דרמטי כחלקיקים חשובים מאוד (VIP), בשל הקשר שלהם למחלות שונות, כולל סרטן, מחלות ניווניות עצביות ומחלות הקשורות לגיל.
נמצא כי רכבי EV קטנים ממלאים תפקיד מפתח בתקשורת בין תא לתא. תלוי איזה "מטען" הם נושאים מהתא המארח שלהם (שיכול לכלול RNA, חלבונים ושומנים), sEVs יכולים לעזור לשמור על תפקוד רקמות נורמלי או יכול לקדם את התפשטות המחלות. בגלל זה, החוקרים מתעניינים כיצד נוצרים ומשתחררים sEVs. עם זאת, הפרדת sEVs ממולקולות אחרות וזיהוי הגורמים המובילים לשחרורן היא קשה וגוזלת זמן בשיטות קונבנציונליות. אז, צוות ביפן פיתח טכניקה חדשה.
הקמנו פלטפורמת סינון חדשה בתפוקה גבוהה בשם CIBER (רגולטור שחרור מבוסס sEV בסיוע CRISPR בנפרד). מערכת זו מאפשרת לנסיין יחיד ליישם סקר גנום רחב של מווסת שחרור sEV בתוך מספר שבועות עד מספר חודשים, וזה סופר יעיל בהשוואה לשיטות הקונבנציונליות. CIBER צריך להיות כלי רב ערך למחקרים מפורטים על יצירה, שחרור וגיוון של sEVs."
Ryosuke Kojima, פרופסור חבר מבית הספר לתואר שני לרפואה, אוניברסיטת טוקיו
מערכת CIBER פועלת על ידי שימוש ב-CRISPR-guide RNA (gRNA) כדי לדפוק (לבטל) גן מסוים בכל תא, שבתורו מקודד ב-sEVs שהתא משחרר. זה מאפשר לחוקרים לעקוב ולהעריך את כמות ה-sEVs ששוחרר על ידי התא המארח. שיטות נוכחיות לחקר גורמים המעורבים בשחרור sEV כוללות הפרדת תאים לבארות, הפרעה לביטוי ולפעילות של גן בתאים בכל באר, ולאחר מכן מדידה כיצד זה משפיע על כמות ה-sEVs המשוחררים. עם זאת, עם מערכת CIBER, אלפי תאים עם גנים שונים שנפלטו יכולים להיחקר יחד במאגר אחד. הודות לכך, החוקרים יכולים לחקור את הגורמים המורכבים השונים המעורבים בשחרור sEV בו-זמנית, כמו גם להעריך את כמות ה-sEVs וסוגים שונים (תת-אוכלוסיות) המשתחררות מכל תא.
"בעתיד, בדיקת CIBER יכולה לשמש כדי לזהות את היעד הטיפולי של שחרורים של sEV או לשפר את הייצור של sEVs לשימוש טיפולי, כמו לסרטן," אמר קוג'ימה. "אפשר להשתמש ב-sEVs מקודדים גם כדי להעריך את הדינמיקה של אוכלוסיית התאים מבלי להרוס תאים, ומעקב אחר גורלם של sEVs עם ברקוד יכול לעזור לנו להבין טוב יותר את הביולוגיה של sEV. אנו מאמינים שלסקר CIBER יש פוטנציאל גדול".
