מחקר זבובי פירות פותר מחלות אנושיות ומזין גישת אימונותרפיה חדשה לסרטן

נוכח המלחמה המשתוללת בחוץ מצבם של החקלאים בישראל בכי רע • אור שפירר, יו"ר ענף ההדרים, הודה: "המשק חזר לעבוד, ויש פחות ופחות מתנדבים"

מדענים פתרו תעלומת רצח סלולרית כמעט 25 שנה לאחר שהתיק התקרר. בעקבות שובל של עדויות מזבובי פירות לעכברים לבני אדם גילו שתאים קניבליסטים עשויים לגרום למחסור חיסוני נדיר באדם. כעת התגלית מראה הבטחה לשיפור הטיפול המתפתח בסרטן.חוקרים במעבדה של מונטל פרסמו את ממצאיהם ב-Proceedings of the National Academy of Sciences וכעת הם חוקרים את המנגנונים וההשלכות.

גן עתיק

הדמות העיקרית בסיפור הזה היא גן, Rac2והחלבון שהוא מקודד. Rac2 הוא אחד משלושה Rac גנים בבני אדם. "הגזע הוא מאוד עתיק באבולוציה, אז הוא חייב למלא תפקיד בסיסי", אמר הסופר הבכיר מונטל, פרופסור דוגאן ופרופסור מכובד לביולוגיה מולקולרית, תאית והתפתחותית.

חלבוני גזע מסייעים בבניית הפיגום של התא, הנקרא שלד הציטו. שלד הציטוס עשוי מחוטים דינמיים המאפשרים לתאים לשמור על צורתם או לעוות לפי הצורך. בשנת 1996, תוך כדי מחקר של קבוצה קטנה של תאים בשחלת זבוב הפירות, קבע מונטל שחלבוני Rac מסייעים בתנועת התא. מאז, התברר ש-Rac הוא מווסת כמעט אוניברסלי של תנועתיות התא בתאי בעלי חיים.

עוד בשנות ה-90, היא שמה לב שצורה היפראקטיבית של חלבון Rac1, המתבטאת רק בכמה תאים בחדר הביצים של זבוב, הרסה את כל הרקמה. "רק ביטוי של Rac פעיל זה בשישה עד שמונה תאים הורג את הרקמה כולה, המורכבת מכ-900 תאים", הסבירה הסופרת הראשית Abhinava Mishra, מדען פרויקט במעבדה של מונטל.

למה זה קרה? איך זה עובד? "זה היה מקרה קר בן 25 שלנו", אמר מונטל.

לפני מספר שנים, החלו לצבור עדויות המצביעות על אכילת תאים, הידועה גם בשם קניבליזם, בהרס רקמות. ישנו שלב בהתפתחות ביצית זבוב רגילה שבו תאים מסוימים הדומים לתאי הגבול צורכים את שכניהם מכיוון שכבר אין בהם צורך. אכן, קניבליזם תאי אינו נדיר כפי שניתן לצפות: מיליוני תאי דם אדומים ישנים נמחקים מגוף האדם כך בכל שנייה.

Rac2 הוא מרכיב אחד בתהליך האכילה המורכב. Rac עוזר לתא האכיל לעטוף את המטרה שלו. הצוות היה סקרן אם צורה היפראקטיבית של החלבון גורמת לתאי הגבול לצרוך בטרם עת את שכניהם.

כדי שזה יקרה, תאי הגבול צריכים לזהות את המטרות שלהם, מה שדורש קולטן מסוים. ואכן, כשמישרה חסמה את הקולטן הזה, תאי הגבול המבטאים Rac מופעל לא צרכו את שכניהם, ותא הביצים נשאר חי ובריא.

"המקרה הקר בן ה-25 שלנו נפתר, וזה היה מאוד מספק עבורנו", קרא מונטל. "אבל זה תחום די נישה של פיתוח ביצי תסיסנית". עם זאת, ההשלכות יגדלו בקרוב.

מצב חיסוני מסתורי

בערך בזמן שהמעבדה שלה פרצה דרך, מונטל קלטה את רוחו של מחקר מסקרן בכתב העת Blood. מאמר זה מצא שלשלושה אנשים לא קשורים הסובלים מזיהומים חוזרים הייתה אותה מוטציה בדיוק, המפעילה את Rac2, חלבון Rac המיוצר בתאי דם. היא חשדה שהגילוי האחרון של המעבדה שלה בזבובי פירות עשוי לשפוך אור על החידה הזו.

המוטציה של החולים הייתה רק הפעלה קלה, ובכל זאת היה די בכך שכולם סבלו מזיהומים מרובים ובסופו של דבר נזקקו להשתלות מח עצם. בדיקות דם גילו שלחולים הללו כמעט ולא היו תאי T, סוג מיוחד של תאי דם לבנים החיוניים למערכת החיסון. הצוות במכוני הבריאות הלאומיים החדיר את המוטציה Rac2 לעכברים ומצא את אותו אובדן מסתורי של תאי T. הם גם גילו שתאי ה-T עם Rac היפראקטיביים התפתחו באופן נורמלי במח העצם של החיות, והיגרו אל התימוס, שם הם המשיכו להתבגר ללא תקלות. אבל אז נראה שהם פשוט נעלמו. אז, המאמר הסתיים בתעלומה: מה גרם לתאי ה-T להיעלם?

מחברי המחקר ההוא שמו לב שרבים מהנויטרופילים של החולים -; סוג אחר של תאי דם לבנים -; הוגדלו. נראה היה שהם צורכים די הרבה התנהגות חומרית וחריגה אצל אדם בריא אחרת.

מונטל תהה אם תאי ה-T של החולים נעלמים מכיוון שתאי החיסון המולדים שלהם, כמו נויטרופילים עם Rac2 פעיל, אוכלים אותם, בדומה לתאי הגבול של זבוב הפירות עם Rac פעיל אוכלים את תא הביצים. הצוות שלה הפנה את תשומת לבם למקרופאגים -; מקבילו הרעבני יותר של הנויטרופיל -; לחקור. Mishra התרבית מקרופאגים אנושיים עם ובלי Rac2 היפראקטיבי יחד עם תאי T. הוא הבחין שמקרופאגים עם Rac היפראקטיביים צרכו יותר תאים, מה שמאשר את השערת הקבוצה מעבודתם עם זבובי פירות.

כדי לבדוק אם זה עלול לגרום למחסור החיסוני שנצפה, מחברת שותפה מלאני רודריגז (סטודנטית לתואר שני במעבדה של מונטל) לקחה דגימות מח עצם מעכברים עם אותה היפראקטיבית Rac2 מוטציה שנמצאה בחולים. לאחר מכן היא גידלה את תאי הגזע של מוח למקרופאגים, וביצעה ניסוי דומה למישרה, אבל הפעם ערבבה גם מקרופאגים וגם תאי T עם ובלי Rac2 מוּטָצִיָה.

היא גילתה שמקרופאגים עם Rac2 פעיל צרכו יותר תאי T מאשר מקביליהם הרגילים. עם זאת, תאי T עם Rac2 פעיל היו גם פגיעים יותר לצריכה מכל סוג של מקרופאגים. אז ההסבר הסביר ביותר לתאי T החסרים של החולים היה שילוב של צריכה מוגברת על ידי מקרופאגים וכן פגיעות מוגברת של תאי T עצמם. תעלומה רפואית אנושית נפתרה על סמך תצפיות בסיסיות בזבובי פירות.