מדענים מהמרכז לחקר הסרטן באוניברסיטת דיוק הוכיחו לראשונה כי תאי גזע מדם טבורי יכולים לחדור לרקמת לב פגועה ולהיהפך לסוג תאי הלב הנחוצים בכדי למנוע נזק נוסף.

הוכחה קלינית לעקרון זה קיימת כעשור שנים, כשרופאים מאוניברסיטת דיוק עשו שימוש בדם חבל הטבור לתיקון נזקים בלב, במוח וכבד פגועים אצל ילדים החולים במחלות מטבוליות נדירות. אולם עד עכשיו הייתה חסרה להם ההוכחה המולקולרית כדי לקבוע שתאי גזע מדם טבורי היו המקור לריפוי.

צוות החוקרים מאונ' דיוק ניתח רקמות לב על מנת לאשר נוכחות של תאי גזע מהתורם ברקמת הלב. בנוסף, הם הראו כי תאי גזע מהתורם התמיינו לתאי שריר לב הנקראים מיוציטים (myocytes), שלאחר מכן ייצרו את האנזימים הדרושים לעצירת המשך הנזק ללב, סיפרה דר' קירסטן קראפנל, חוקרת מאונ' דיוק.

דר' קראפנל תציג את ממצאי המחקר בכנס של האגודה הבינלאומית לחקר השתלות מוח עצם שיתקיים בחודש פברואר בפלורידה.

"יש לנו עדויות קליניות משכנעות כי תאי גזע מדם טבורי יכולים ליצור הרבה מעבר לתאים של מערכת החיסון ומערכת הדם, וכי הם יכולים להתמיין גם לתאי מוח, לב, כבד ועצם", אמרה דר' ג'ואן קורטצברג, מנהלת תוכנית ההשתלות של תאי גזע ומוח עצם בילדים שבמרכז הרפואי דיוק. "כעת בדקנו רקמת לב ברמה התאית והוכחנו כי תאי התורם לא רק נמצאים ברקמת הלב, אלא שהם הפכו לתאי שריר לב".

בכדי לבדוק את הפעילות של תאי הגזע, דר' קראפנל בחנה רקמת לב מילד בן 4 שעבר השתלה מוצלחת, אולם מאוחר יותר נפטר מזיהום לפני שמערכת החיסון שלו התחזקה דיה בכדי להלחם בו. הילד סבל ממחלה מטבולית נדירה הנקראת תסמונת סנפיליפו (Sanfilippo Syndrome), שבה חסר בגוף את האנזים הדרוש לפירוק סוכרים מורכבים במגוון תאים. מאחר ותוצרי הלוואי של הסוכרים מצטברים באיברים חיוניים כגון הכבד, הלב והמוח, התאים נפגעים ומתים.

רופאי המרכז הרפואי בדיוק הבחינו כי בילדים שחלו בתסמונות מטבוליות נדירות אלו הייתה נטייה לחזור לפעילות תקינה של האיבר מהר יותר כאשר קיבלו תאי גזע שמקורם בדם טבורי לעומת השתלת מוח עצם מסורתית. הם שיערו כי תאי גזע מחבל הטבור, בהיותם צעירים יותר מתאי גזע ממוח עצם בוגר, יכולים להסתגל בקלות יותר לסביבתם החדשה ולהגיב לסיגנלים שממיינים אותם לסוגי התאים הנחוצים.

אכן, התברר כי תאי גזע מהתורם התבייתו על הרקמה הפגועה באופן שלא ניתן להסבר ופעלו כמי שהתגייסו להציל תאים בצרה, אומרים המדענים. הוכחה לעקרון זה הגיעה ממחקרי הדמיה שונים שהראו כי איברים מסוימים חזרו לתפקד לאחר השתלות דם טבורי. אולם, עד עכשיו, אף אחד לא הראה כי תאי גזע מחבל הטבור אכן נמצאים באיברים אלו והם הסיבה לשיפור בתפקוד האיבר הפגוע.

דר' קראפנל הוכיחה את הימצאותם של תאי גזע מהתורם בליבו של הילד ע"י סריקה אחר תאי גזע נקביים חריגים (מהתינוקת -תורמת תאי הגזע) בקרב תאי הלב הזכריים שלו. היא השתמשה בשני צבעים פלורוסנטיים בכדי לסמן את תאי הלב כנקביים או זכריים. הצבע האדום ימשך לכרומוזומי X הנקביים והצבע הירוק ימשך לכרומוזומי Y הזכריים. הצבעים הפלורוסנטיים יאירו בקלות את מינו של כל תא.

דר' קראפנל השתמשה לאחר מכן בשני צבעי נוגדנים נוספים בכדי לאתר סמנים (מרקרים) של שטח פני התא, איזורים על משטח התאים, אשר מציינים את סוג התא. לצבע הראשון יש זיקה לטרופונין, חלבון הנמצא על פני שטח של תאי לב. לצבע השני יש זיקה למיוזין, חלבון הנמצא על פני שטח של תאי שריר. שוב, היא יכלה לסווג בקלות כל תא כתא של שריר הלב או כתא ממקור אחר. היא מצאה כי תאי הלב הנקביים, שהיו אמנם מעטים יותר במספרם, הוארו בבירור בקרב המאגר הגדול של תאי הלב הזכריים (הקרויים מיוציטים).

החוקרים מאמינים כי מעט תאי גזע מהתורם מספיקים בכדי לייצר את האנזים הדרוש לשיקום התאים הפגועים.

תאי גזע מדם טבורי התמיינו לתאי מוח

תופעה דומה נמצאה ברקמת מוח, סיפרה דר' ג'ניפר הול, חוקרת מאוניברסיטת דיוק, אשר גם תציג את ממצאי המחקר בכנס של האגודה הבינלאומית לחקר השתלות מוח עצם.

נראה כי השתלות דם טבורי עוצרות או מאטות את הנזק שנגרם למוח כתוצאה ממחלות מטבוליות שונות כגון תסמונת סנפיליפו (Sanfilippo Syndrome), מחלת קראב (Krabbe Disease) ותסמונת הרלר (Hurler's Syndrome). זמן יקר הולך לאיבוד עד שתאי הגזע מפלסים את דרכם מזרם הדם עד שהם מגיעים למוח, מקום בו הם "משתקעים" ועוברים התמיינות לסוגי תאי המוח הנחוצים. בינתיים, ילדים עשויים להחמיץ את תקופת החלון הקריטית לטיפול.

אם מדענים היו יכולים ל"דחוף" בצורה כלשהי את תאי הגזע להיהפך לתאי המוח הנחוצים ולשלוח אותם ישירות למוח של החולה לאחר שכבר עברו התמיינות, הרופאים היו יכולים לחסוך באופן תיאורטי את הנזק הבלתי הפיך שנגרם למוחם של אותם חולים.

דר' הול בדקה את הפוטנציאל של תאי גזע המטופויטים (של מערכת הדם) להתמיין במבחנת ניסוי במעבדה לסוג מסוים של תאי מוח הקרויים אוליגודנדרוציטים (Oligodendroctyes). תאי מוח אלו נוטים להיפגע אצל ילדים עם מחלות מטבוליות.

דר' הול גידלה בתרבית במעבדה מנה של תאי גזע מדם טבורי יחד עם גורמי גידול, הורמונים וחומרים אחרים אשר מכוונים תאי גזע להתמיין לאוליגודנדרוציטים. חודש לאחר מכן, דר' הול בחנה את התאים תחת מיקרוסקופ ומצאה כי 60% מהם נראו כתאים אוליגודנדרוציטים.

דר' הול אישרה את האבחנות שלה ע"י צביעת התאים במגוון נוגדנים אשר נקשרים רק לחלבונים ייחודיים לתאים יוצרי אוליגודנדרוציטים. באופן דומה היא צבעה את התאים בעזרת נוגדנים הייחודיים למגוון של סוגי תאים אחרים. נוכחות של חלבונים ייחודיים בתא נתון אישרה כי הוא מייצר באופן פעיל את אותו החלבון, ולא רק שהוא מסוגל מבחינת הקוד גנטית ליצר אותו, אמרה דר' הול. במקרה זה, האוליגודנדרוציטים ייצרו את החלבון הדרוש או האנזים.

"המטרה הטיפולית היא ייצור מהיר של אוליגודנדרוציטים במעבדה ואז להכניסם בעירוי לגופם של החולים מייד לאחר ההשתלה", אמרה דר' הול. "הכנסת תאים ישירות למוח יכולה לזרז את קליטתם של התאים ולהביא בסופו של דבר לתיקון הרקמה הנוירולוגית".

דר' הול ציינה כי הפוטנציאל קיים גם לתיקון נזקים לעמוד השדרה וטרשת נפוצה, אשר בדומה למחלות מטבוליות מקבוצת Leukodystrophies, נגרמות מפגיעה בשכבת המיאלין שמצפה את תאי העצב.

לכתבה המלאה