מחקר חדש מבית החולים לילדים חולים (SickKids) ו-Institut Curie חושף כיצד תאי גזע חשים ומגיבים לסביבתם, עם השלכות על מחלות מעי דלקתיות וסרטן המעי הגס.
תאי גזע מסתגלים ללא הרף לסביבתם כדי לשמור על בריאות האיברים והרקמות, בהתבסס על אותות כימיים וכוחות פיזיים. כאשר הם אינם פועלים כמתוכנן, תאי גזע יכולים לגרום למספר מצבים בריאותיים, כולל מחלת מעי דלקתית (IBD) וסרטן המעי הגס (מעי), שם הם ממשיכים להתחלק עד להיווצרות גידול.
עד כה, כיצד תאי גזע חשים את הכוחות הפיזיים סביבם נותרה לא ברורה, אך ממצאים חדשים ב מַדָע בראשות ד"ר Meryem Baghdadi, חוקרת פוסט-דוקטורט לשעבר של SickKids, ד"ר Tae-Hee Kim ב-SickKids וד"ר Danijela Vignjevic ב-Institut Curie, חשפה שתאי גזע תלויים בשתי תעלות יונים, הנקראות PIEZO1 ו-PIEZO2, לצורך הישרדותם.
התכונות הפיזיות של הסביבה סביב תאי גזע הן קריטיות לבריאותנו. עם הידע הזה, אנחנו יכולים לחקור דרכים לקדם התחדשות מערכת העיכול כדי לא רק למנוע, אלא לתקן תאי גזע פגומים".
ד"ר טה-הי קים, מדען בכיר בתכנית לביולוגיה התפתחותית ותאי גזע, SickKids
כיצד תאי גזע חשים שינויים במעיים שלנו
בשנת 2018, ד"ר שי הואנג, מדען בכיר בתכנית לביולוגיה התפתחותית ותאי גזע ב-SickKids, מצא שתעלות יוני PIEZO משפיעות על התקשות הגידול בסרטן המוח. בהשראת מחקר זה, צוות המחקר של קים יצא לחקור כיצד תאי גזע במעיים משתמשים בערוצי PIEZO כדי להישאר בריאים ולתפקד כראוי.
במודל פרה-קליני, צוות המחקר דפק (כיבה) את PIEZO1 ו- PIEZO2 במעיים. התוצאות היו דרמטיות: בהיעדר שני ערוצי PIEZO, תאי הגזע לא יכלו לשמור על תפקודם הנחוץ, מה שהוביל למחלה קשה ולמוות מהיר. למרות שלערוצים אלה של PIEZO היו ידועים בעבר כבעלי תפקידים שונים, מחקר זה חשף את יתירותם הבלתי צפויה בתחזוקת תאי גזע.
המעבדות של קים וויגנייביץ' זיהו שתעלות יונים של PIEZO עוזרות לתאי גזע להרגיש שינויים פיזיים בסביבתם, כמו כמה הסביבה נוקשה או נמתחת. ללא ערוצים אלה, היה חוסר איזון בשני מסלולי איתות קריטיים, מה שגרם לתאי הגזע לפספס שינויים חשובים בסביבתם ולהתמיין בצורה לא נכונה.
"כשחסרים ערוצי PIEZO, תאי גזע לא יכולים להישאר תאי גזע. במקום זאת, הם הופכים לסוגי תאים אחרים מהר מדי, מה שמוביל לבעיות בריאות חמורות", אומר בגדאדי.
לגילוי יש השלכות משמעותיות על בריאות האדם, במיוחד על מצבים עם פעילות לא תקינה של תאי גזע כמו IBD, אחד המצבים הצומחים ביותר בקנדה, וסרטן המעי, הסרטן השלישי בשכיחותו במדינה.
"יותר ויותר אנו מגלים שהתאים שלנו הם יותר מסתם ביולוגיה, יש אותות כימיים ומכאניים שמניעים את פעילות התא", אומר קים. "כיצד ומדוע הגוף שלנו מגיב לאותות אלה יפתחו דלתות חדשות של מחקר לא רק לבריאות המעיים, אלא לכל היבט של בריאות האדם."
מחקר זה מומן על ידי המכון הקנדי לחקר הבריאות (CIHR), Labex Cell(n)Scale, קרן ARC ומועצת המחקר האירופית (ERC). המחברים הראשיים גם רוצים להודות למשתפי הפעולה בקנדה ובאירופה על תרומתם המשמעותית.
