חוקרים מאוניברסיטת בן גוריון ואוניברסיטת סטנפורד גילו בתולעים שטוחות סוג חדש של תא חיסון, הפועל באמצעות "פיצוץ" המשחרר תרכובות. התאים שזוהו פועלים כמו רימון יד, שכן אם הם מזהים עלייה חדה בהורמון המשדר מצוקה בגוף, הם מפעילים תגובת שרשרת מהירה שסופה "פיצוץ" המשחרר תרכובות שונות. תרכובות אלו הורגות את התאים הסמוכים תוך דקות.
פיצוץ של רפטובלסטים (מסומנים בכחול). התאים המתים לאחר הפיצוץ מסומנים באדום
(צילום: ד"ר אליה סולטן)
עד כה ידענו שההגנה החיסונית שלנו מסתמכת כולה על תאי הדם הלבנים. אולם כעת, התגלה סוג חדש של תא חיסון המגן על הגוף על ידי פיצוץ. התאים שזוהו לאחרונה, המכונים רפטובלסטים, משנים את הבנתנו לגבי מערכת החיסון מעצם העובדה שמנגנוני הגנה רבי עוצמה מתפתחים מחוץ למערכת הדם.
את המחקר שפורסם בכתב העת Cell הוביל פרופ' בנימין רוזנטל מהפקולטה למדעי הבריאות והמרכז לרפואה רגנרטיבית באוניברסיטת בן גוריון בנגב, לצד פרופ' בו וואנג מאוניברסיטת סטנפורד.
במהלך תצפיות ראשוניות תחת המיקרוסקופ, החוקרים היו מבולבלים: הם צפו בתאים שנעלמו במהירות, והותירו שטח שלם שכוסה בתאים מתים בסביבתם. נראה היה שהתאים שזוהו מופעלים על ידי הורמון שנקרא אקטיבין. הורמון זה נחקר רבות וקשור להתמיינות תאים ואיתות חיסוני.
תא חיסון תאי חיסון רפטובלסטים הורמון אקטיבין
(צ'ו צ'אי)
כאשר התאים חשים עלייה חדה בהורמון זה, הם פועלים כמו רימון יד. הם מאותתים שקיימת מצוקה בגוף ומפעילים מאגרים פנימיים של סידן והפעלה לפירוק בעזרת שלד התא. הצטברות זו יוצרת מפל סידן חזק בין פנים התא לחוץ והוא שגורם לפיצוץ. תוך שתי דקות נפלטים כימיקלים רעילים המסוגלים לגרום מוות לתאים הסובבים.
הפעלת הפיצוץ התאי דורשת מתג ביוכימי מדויק המופעל רק על ידי אקטיבין, בכדי להפוך לחומר קטלני. הליך זה מבטיח שתאים שכנים לא יתפוצצו בטעות, והליך פיזור התרכובות הרעלניות יתפרק באופן טבעי תוך 15 דקות.
1 צפייה בגלריה
הליך הפיצוץ: הפרשת אקטיבין מהפלנריה על ידי בקטריות או רקמה זרה, האקטיבין גורם לשחרור סידן וסידור של שלד התא שמביא להתפרצות התא. התפרצות זו עלולה להרוג בקטריות, תאים של פלנריה, ותאים של יונקים
(איור: מתוך כתב העת Cell)
במבחנה, תא חיסון בודד הרג עד 70 תאים מסביב. תאים ממקור חיידקי, תולעים שטוחות ותאי יונקים, כולל תאי סרטן אנושיים. "המהירות והשלמות של הרס התאים הפתיעו אותנו מאוד", אמר פרופ' וואנג. "פיצוץ זה משחרר גל של חומרי הרג חזקים ובעלי טווח רחב, אשר הורסים באופן מיידי את כל מה שנמצא באזור הפיצוץ המיידי".
לדבריו של פרופ' רוזנטל, ממצאים אלה חושפים אסטרטגיה חדשה לחלוטין המקשרת ישירות בין אותות הורמונליים להגנה חיסונית מתפרצת. "הם מראים עד כמה הטבע יכול להיות מגוון כאשר ממציאים דרכים להילחם בזיהום, ובסופו של דבר יכולים לעורר דרכים חדשות להנדס טיפולים תאיים כדי להתמקד בחיידקים רעים או בתאים לא תקינים".
בנוסף לניסיון לזהות את החומר הרעיל, קבוצת המחקר חיפשה עדויות לרפטובלסטים באורגניזמים אחרים. החוקרים מצאו את התאים בתולעים שטוחות (פלנריה). תולעת שמציגה יכולות התחדשות על ידי גוף בודד שמתחלק לחתיכות רבות ויכול לצמוח מחדש לתולעת חדשה. תולעת זו חסרת מולקולות חיסוניות הנקראות נוגדנים, אך אלו עדיין יוצרים תגובה חיסונית חזקה כנגד אורגניזמים זרים כשהם מתחדשים. כאשר החוקרים ניסו להצמיד את התולעים השטוחות לחיידקים, תאי חיסון שכנים שחררו את אות האקטיבין, ופוצצו את הרפטובלסטים. גל הפיצוץ היה יעיל להפליא בניפוץ קרומי המיקרובים הפולשים תוך רגעים ספורים.
חיסול הבקטריות (נעשות אדומות) לאחר הפיצוץ
(צילום: צ'ו צ'אי)
החוקרים ניסו להבין את התהליכים הבסיסיים בתחיית רקמות ששמורות אבולוציונית. הם ניסו לאחד רקמות משתי תולעים שטוחות שונות יחד וראו שיחסי הגומלין בין הרקמות השונות, גרמו להצטברות חמורה של אות האקטיבין, מה שגרם לפיצוצים המוניים ולנגעים ברקמות. כאשר החוקרים הסירו גנטית את הרפטובלסטים, הדחייה ההרסנית נעצרה לחלוטין. בבדיקות מעבדה, השילוב הכימי ששוחרר על ידי התאים המתפוצצים הוכח כחזק כל כך שהוא יכול בקלות למחוק תאים של יונקים, כולל תאים אנושיים. "עוצמה בלתי צפויה זו בין-מינים מוכיחה שהנשק של התא הוא אוניברסלי. מחקר זה מציע תבנית יוצאת דופן למדענים המחפשים להנדס טיפולים תאיים כדי למקד גידולים אנושיים או חיידקים עמידים לתרופות", סיכם פרופ' רוזנטל.
פרופ' בנימין רוזנטלצילום: דני מכליס, אוניברסיטת בן גוריון בנגבמחקר זה נתמך על ידי המועצה האירופית למחקר (ERC), המכון הלאומי לבריאות (NIH), ותוכנית מדעי הגבול האנושי (HFSP).
