עמוד הבית > מדעים > רפואה וקידום הבריאותעמוד הבית > מדעים > ביולוגיה > גנטיקה
סיינטיפיק אמריקן ישראל


תקציר
יכולתם של תאי הגזע להפוך לממאירים, עומד בבסיס קומץ סוגי סרטן ואפשר שהוא אחראי לרבים אחרים. תאים ממאירים אלו נוצרים כנראה עקב כשל בקרה בתאי גזע פגומים או בצאצאיהם הישירים. טיפולים שמתמקדים באופן מיוחד בתאי הגזע הסרטניים יוכלו להרוס את המנוע שמניע את המחלה, והתאים הלא-ממאירים שיוותרו ימותו לבסוף מעצמם. החוקרים מקווים שנוכל בקרוב למצוא ולעצור את האשמים האמיתיים במחלת הסרטן.



תאי גזע : האשמים האמיתיים במחלת הסרטן?
מחברים: פרופ' מייקל פ' קלארק; פרופ' מייקל ו' בקר


הצד האפל של תאי הגזע, כלומר יכולתם להפוך לממאירים, עומד בבסיס קומץ סוגי סרטן ואפשר שהוא אחראי לרבים אחרים. ייתכן שמיגור המחלה תלוי ביכולת לזהות ולהרוס תאים חמקמקים ורצחניים אלו

המלחמה בסרטן הוכרזה לפני יותר מ-30 שנה, ואפשר לזקוף לזכותה כמה ניצחונות חשובים, כמו שיעור הישרדות של 85% בכמה סוגי סרטן בילדים שגזר דינם היה בעבר מוות. נגד סוגי סרטן אחרים, יש תרופות המסוגלות לכל הפחות לבלום את המחלה באופן שאפשר לחיות אתה. לדוגמה, ב-2001 אושרה לשימוש התרופה גליבק (Gleevec) לטיפול בסרטן דם מסוג לויקמיה מיאלואידית כרונית (CML). התרופה הייתה להצלחה קלינית כבירה, וחולים רבים מצויים כעת בהפוגה (רמיסיה) עקב טיפול בגליבק. אך יש עדויות משכנעות לכך שחולים אלו לא באמת נרפאו, משום שקיים אצלם עדיין מאגר של תאים ממאירים.

הסברה הרווחת היא שכל תא סרטני שנותר בגוף עלול לגרום להתפרצות מחודשת של המחלה. משום כך, הטיפולים שנעשים כיום מתמקדים בחיסול מספר רב ככל האפשר של תאים סרטניים. אבל הצלחה בטיפול בגישה זו עדיין אקראית, ולחולים בעלי גידולים מוצקים במצב מתקדם אין עדיין תחזית טובה.

זאת ועוד, במקרה של CML ובכמה סוגי סרטן נוספים, ברור כיום שרק לשיעור מזערי של תאי סרטן היכולת לייצר רקמה סרטנית חדשה, ושהרס ממוקד של תאים אלו יהיה יעיל בהרבה בחיסול המחלה. מכיוון שתאים אלו הם המנוע המקדם את התרבותם של תאי סרטן חדשים, ומכיוון שסביר להניח שהם המקור האמיתי של המחלה הממאירה, אנו מכנים תאים אלו בשם תאי גזע סרטניים. אך הסברה היא שאין זה סתם כינוי, אלא שמדובר בתאים שהיו בעבר תאי גזע תקינים, או שמוצאם מתאים שנוצרו מתאי גזע, שהפכו לממאירים.

הסברה שאוכלוסיית תאים קטנה של תאי גזע ממאירים עשויה לגרום לסרטן אינה חדשה. מקובל לחשוב שמחקר תאי הגזע התחיל למעשה בניסויים שנערכו על גידולים מוצקים ועל סוגים של סרטן הדם בשנות ה-50 וה-60. עקרונות רבים העומדים בבסיס יצירת רקמות בריאות והתפתחותן התגלו על ידי תצפיות בתהליכים אלו כשהם משתבשים.

כיום, מחקר תאי הגזע מסייע למחקר מחלת הסרטן. במהלך 50 השנים האחרונות גילו מדענים פרטים רבים על המנגנונים המבקרים את ההתנהגות של תאי גזע תקינים ושל התאים הנוצרים מהם. תובנות אלו, בתורן, הובילו לגילוי היררכיה התפתחותית דומה בין תאים סרטניים בגידול, ותמכו בתיאוריה שתאי גזע שיצאו מכלל שליטה הם שורש הבעיה בסוגי סרטן רבים. משום כך, כדי להשמיד תאים אלו יש להיטיב להבין מה משתבש בתא גזע תקין מלכתחילה.

התנהגות נאותה

גוף האדם הוא מערכת ממודרת הבנויה מאיברים ומרקמות שכל אחד מהם מבצע פעולה חיונית. אבל בדרך כלל לתאים המרכיבים רקמות אלו יש מחזור חיים קצר. העור המכסה את גופנו היום איננו באמת אותו העור שהיה לנו לפני חודש, משום שהתאים על פני השטח נשרו כולם והוחלפו. דופן המעי מתחלף מדי שבועיים, ואורך החיים של טסיות דם שמסייעות בקרישת הדם הוא כ-10 ימים.

בגוף יש מנגנון ששומר על אוכלוסייה קבועה של תאים פעילים ברקמות כאלו, ומנגנון זה שמור ביותר בכל היצורים המורכבים. הוא מתמקד במאגרים קטנים של תאי גזע מאריכי ימים המשמשים כבתי חרושת לייצור תאים פעילים. תהליך ייצור זה נעשה בשלבים מסודרים ומבוקרים ביותר כך שבכל דור התאים הנוצרים עוברים שלב התמיינות נוסף.

הדוגמה הטובה ביותר למערכת הזאת היא מן הסתם המשפחה ההמטופויטית של תאי דם ותאים של מערכת החיסון. כל התאים הפעילים המצויים בדם ובנוזל הלימפה נוצרו מתא הורה אחד משותף המכונה תא גזע המטופויטי (HSC), השוכן במוח העצם. מאגר תאי הגזע ההמטופויטיים מהווה פחות מ-0.01% מתאי מוח העצם של אדם בוגר, אבל כל אחד מתאים נדירים אלו מייצר אוכלוסיה גדולה יותר של תאים שעברו התמיינות חלקית המכונים "תאי אב" (progenitor cells). אלו בתורם ממשיכים בכמה שלבים של חלוקת תא והתמיינות עד שנוצרים תאים בשלים האחראים על מטלות שונות, החל מהגנה מפני זיהום וכלה בהובלת חמצן לרקמות. כשהתא מגיע לשלב הסופי הזה, הוא מאבד את יכולתו להתרבות או לשנות את ייעודו, והוא נחשב לתא שעבר התמיינות סופית.

ואולם, תאי הגזע עצמם אינם עוברים התמיינות והם שומרים על מצב זה בעזרת יכולתם הייחודית להתחדש. כדי להתחיל ליצור רקמה חדשה, תא גזע מתחלק לשני תאים, אבל רק אחד מתאי הדור השני ממשיך לאורך מסלול ההתמיינות. התא השני שומר על זהותו כתא גזע מקורי. לכן גודלו של מאגר תאי הגזע יכול להישאר קבוע, בעוד התרבות תאי האב מאפשרת לאוכלוסיות של תאים המטופויטיים שונים לגדול בהתאם לצורכי הגוף המשתנים.

יכולתם של תאי הגזע לברוא את עצמם מחדש על ידי התחדשות היא התכונה החשובה ביותר המגדירה אותם. היא מעניקה להם, ורק להם, את האפשרות לחיות לזמן בלתי מוגבל ולהתרבות בעתיד. לעומת זאת, לתאי אב יש יכולת מסוימת לחדש את עצמם במהלך ההתרבות, אך הם מוגבלים למספר סופי של חלוקות תא על ידי מנגנון ספירה פנימי. ככל שתהליך ההתמיינות מתקדם יותר, יכולתם של צאצאי תאי האב להתרבות יורדת בהתמדה.

אפשר להבין את החשיבות המעשית של ההבחנות האלה בין סוגי תאים, כשמשתילים תאי גזע המטופויטיים או את הצאצאים שלהם. אחרי שמקרינים את מוח העצם של עכבר כדי להרוס את המערכת ההמטופויטית הטבעית, אפשר להשתיל תאי אב לתוך מוח העצם והם יתחילו להתרבות וישקמו את המערכת ההמטופויטית באופן זמני. אבל אחרי ארבעה עד שמונה שבועות תאים אלו ימותו. לעומת זאת, השתלה של תא גזע המטופויטי יחיד יכולה לשקם את כל מערכת הדם למשך כל החיים.

מבנה המערכת ההמטופויטית מובן היטב זה כ-30 שנה, אבל מדרגים דומים בין תאים התגלו רק לאחרונה ברקמות אנושיות אחרות, ובכללן מוח, שד, בלוטת הערמונית, המעי הגס והמעי הדק, והעור. גם העקרונות שעל פיהם מבוקרת התנהגותם של תאי הגזע משותפים לרקמות אלו, ובכלל זה מנגנונים ייחודיים לבקרת מספר תאי הגזע ולקבלת החלטות על גורלם של תאים יחידים. למשל, גנים מסוימים ושרשרת המאורעות המופעלים על ידם, המכונה מסלול גנטי, ממלאים תפקיד בקביעת גורלם ופעילותם של תאי הגזע. מסלולים גנטיים אלו כוללים את המסלולים המופעלים על ידי הגנים Bmi-1, Notch, Sonic hedgehog ו-Wnt. אבל רוב הגנים האלו זוהו לראשונה לא בידי מדענים החוקרים תאי גזע אלא על בידי חוקרי סרטן, משום שמסלולים אלו מעורבים גם בהתפתחות מחלות ממאירות.

קווי דמיון רבים התגלו בין תאי גזע לבין תאים סרטניים. למעשה, ההגדרה הקלאסית לגידול ממאיר מתייחסת ליכולתם של התאים הסרטניים לשרוד ולהתרבות לנצח, יכולתם לפלוש לרקמות סמוכות ויכולתם לנדוד לאתרים מרוחקים בגוף (לייצר גרורות). נראה כי המגבלות הרגילות המבקרות את קצב ההתרבות ואת זהות התא הוסרו במקרה של תאים סרטניים.

גם יכולתם של תאי גזע תקינים להתחדש מעמידה אותם מעל החוק המגביל את אורך החיים ואת כושר ההתרבות של רוב התאים. כמו כן, יכולתם של תאי הגזע להתמיין למגוון רחב של סוגי תאים מאפשרת להם ליצור מספר רב של מרכיבים ברקמות או באיברים שונים. בדומה לתאי גזע, אחד המאפיינים של גידולים סרטניים הוא מגוון סוגי התאים שהם מכילים. נדמה כאילו הגידול הוא גרסה מאוד לא מאורגנת של איבר שלם. ולבסוף, הוכח שבדומה לתאים סרטניים גם תאי גזע המטופויטיים מסוגלים לנדוד לאזורים מרוחקים בגוף, למשל, בתגובה לאותות פציעה.

פוטנציאל ההתרבות וההתמיינות של תאי גזע בריאים מצוי בבקרה גנטית קפדנית. אבל אם יוסר מנגנון בקרה זה, התוצאה תהיה משהו שדומה מאוד לגידול ממאיר. קווים משותפים אלו והצטברות של עדויות מחקריות, מרמזים שגידולים סרטניים רבים נוצרים בגלל כשל בבקרת תאי גזע, וכשל זה אחראי גם ליכולת התאים הסרטניים להתרבות ואולי גם לפתח גרורות.

עקב אכילס

קיומם של תאי גזע ברקמות מסוימות, בייחוד רקמות המתחלפות בקצב מהיר כמו המעי והעור, נראה כמו מנגנון מסובך למדי ובלתי יעיל להחלפת תאים פגומים או זקנים. האם לא הגיוני יותר שכל תא יוכל פשוט להתרבות על פי הצורך כדי להחליף תאים שכנים שנפגעו? במחשבה ראשונה, ייתכן שכן, אבל אז כל תא בגוף יוכל להפוך לתא סרטני.

הסברה היא שגידול ממאיר נוצר כשתא מסוים צובר שינויים "אונקוגניים" (סרטניים) בגנים המצויים בעמדות מפתח. שינויים אלו מובילים להתרבות בלתי תקינה ולהתמרה של התא לתא סרטני. מוטציות גנטיות קורות בדרך כלל כתוצאה מפגיעה ישירה של הדנ"א, כמו חשיפה של התא לקרינה או לחומר כימי מסוים, או פשוט בגלל טעויות אקראיות בשכפול הגן לפני חלוקת התא. תאי הגזע הנדירים הם התאים היחידים בעלי אורך חיים בלתי מוגבל באותם איברים שבהם מתפתח, בדרך כלל, סרטן. משום כך, הם מייצגים מאגר קטן בהרבה שבו עשויים להצטבר לאורך זמן רב שינויים גנטיים שיובילו בסופו של דבר לסרטן. למרבה הצער, בגלל אורך החיים הבלתי מוגבל שלהם, תאי הגזע הם גם המאגר הרגיש ביותר לשינויים אלו.

אכן, אריכות הימים של תאי הגזע יכולה להסביר מדוע גידולים רבים מתפתחים שנים רבות לאחר שהרקמה נחשפה לקרינה, משום שייתכן שנזק ראשוני זה הוא רק הראשון בסדרת מוטציות הדרושות כדי להתמיר תא בריא לתא סרטני. בנוסף לצבירה של צלקות אונקוגניות אלו, יכולת ההתרבות הגדולה של תא גזע עושה אותו למועמד המושלם להפוך לממאיר. מכיוון שהטבע מבקר באופן כה קפדני את יכולת ההתחדשות, אוכלוסיית תאים שממילא יש לה יכולת כזו תזדקק למספר קטן יותר של מוטציות נוספות כדי לעבור התמרה סרטנית.

כשלוקחים בחשבון שיקולים אלו, מתגלים כמה מסלולים אפשריים המובילים לגידול סרטני. אפשרות אחת היא שמוטציות קורות בתאי הגזע עצמם, גורמות לאובדן הבקרה על תהליך ההתחדשות ויוצרות מאגר תאי גזע בעלי נטייה להפוך לסרטניים. שינויים אונקוגניים נוספים שיתרחשו בתאי הגזע עצמם או בתאי האב הנוצרים מהם יגרמו להתרבות התא הסרטני וליצירת גידול. אפשרות שנייה היא שהמוטציות האונקוגניות קורות תחילה בתאי הגזע, אבל השלבים הסופיים של ההתמרה מתרחשים רק בתאים הנוצרים מהם, כלומר בתאי האב. על פי תרחיש זה יש צורך להפעיל מחדש, בדרך כלשהי, את יכולת ההתחדשות של תאי האב.

שתי האפשרויות נתמכות על ידי עדויות שונות בסוגי סרטן שונים. ויש לפחות דוגמה אחת לכך ששני התהליכים ממלאים תפקיד בשלבים שונים של אותה מחלה. לויקמיה מיאלואידית כרונית (CML) היא סרטן של תאי הדם הלבנים הנגרם בגלל איחוי לא תקין של שני גנים. גן הכלאיים שנוצר הופך תא גזע המטופויטי רגיל לתא גזע הגורם ללויקמיה. ללא טיפול רפואי, CML מתפתחת למצב חריף (אקוטי) המכונה משבר תאי (CML blast crisis). קטריונה ג'יימיסון ואירווינג וייסמן, שהיו שניהם בבית הספר לרפואה באוניברסיטת סטנפורד, הראו שמתחוללים שינויים גנטיים נוספים המובילים לגרסה האלימה יותר של המחלה, ושינויים אלו מקנים לתאי אב מסוימים יכולת התחדשות.

מרדף מתמשך

במהלך העשור האחרון, הצטברו עדויות שתאי גזע יכולים להפוך לממאירים ושרק לתאים סרטניים מסוימים בגידול יש מגוון תכונות הדומות לאלו של תאי גזע. עדויות אלו מחזקות את הסברה שהכוח המניע העומד בבסיס גידולים סרטניים הוא תת-אוכלוסייה של תאים סרטניים דמויי תאי גזע. סברה זו ותיקה למדי, אבל הטכנולוגיה שמאפשרת להוכיח אותה לא הייתה בנמצא בעבר.

כבר בשנות ה-60 החלו כמה מדענים להבחין שלקבוצות תאים שונות באותו גידול סרטני יש יכולת שונה לייצר רקמה סרטנית חדשה. ב-1971 הראו כ' ה' פארק ועמיתיו למחקר באוניברסיטת טורונטו שכשבוחנים תרבית תאים "ראשונית" שנלקחה ממיאלומה (סרטן המשפיע על תאים במוח העצם), כלומר מן הגידול המקורי, לתאים שונים יש יכולת התרבות שונה באופן משמעותי. באותה תקופה, קבוצתו של פארק לא הייתה מסוגלת לפרש את התוצאות באופן חד-משמעי, משום שלפחות שני פירושים היו אפשריים. פירוש אחד הוא שלכל התאים הייתה היכולת להתרבות בתרבית, אבל באופן מקרי רק קצתם עשו זאת. הפירוש השני הוא שקיים מדרג כלשהו בגידול ושתאי גזע סרטניים הם שהתרבו ויצרו תאים לא סרטניים, כלומר נעדרי יכולת להתרבות.

המצוד אחר תאי גזע סרטניים

שיטות למיון תאי סרטן חיים ולבדיקת יכולת ההתחדשות שלהם הובילו לזיהוי ודאי של תאי גזע סרטניים באוכלוסיות גדולות של תאים סרטניים. בסוגי הסרטן המפורטים למטה, הוכח שתאי הגזע הסרטניים יכולים להתחדש וגם לייצר את כל סוגי התאים שנמצאו בגידול המקורי. פירושו של דבר שייתכן שמספר קטן של תאי גזע סרטניים היו האחראים ליצירת הגידול כולו, ושהם יכולים להמשיך ולחדש את מלאי התאים בגידול, שרובם אינם ממאירים. כמו כן, פירוש הדבר שתאי הגזע הסרטניים יכולים לשחזר את הסרטן המקורי אפילו אם רוב או כל הגידול נהרס. משום כך, כדי למגר את המחלה יש צורך בטיפול שיתקוף בהצלחה את תאי הגזע הסרטניים.

סוג הסרטן (השנה שבה זוהה תא הגזע הסרטני)
לויקמיה מיאלואידית חריפה (1994)
לויקמיה לימפובלסטית חריפה (1997)
לויקמיה מיאלואידית כרונית (1999)
סרטן השד (2003)
מיאלומה נפוצה (2003)
סרטן מוח (2004)
סרטן הערמונית (2005)

פיליפ ג' פיאלקו מאוניברסיטת וושינגטון הראה כבר ב-1967 שסביר להניח שמודל תאי הגזע הוא המודל הנכון ללויקמיה. פיאלקו השתמש בסמן חלבוני המצוי על פני קרום התא המכונה G-6-PD והמזהה את השושלת של התא. בעזרת סמן זה, הראה פיאלקו שאצל נשים מסוימות שחלו בלויקמיה, הן התאים הסרטניים והן צאצאיהם הלא-סרטניים שעברו התמיינות, נוצרו מאותו תא אב.

מחקרים מוקדמים אלו היו חיוניים להתפתחות מודל תאי הגזע בסרטן, אך הם היו מוגבלים בשל אי יכולתם של החוקרים לבודד ולבחון אוכלוסיות תאים שונות בתוך גידול סרטני. משום כך, אחד האירועים המכוננים בתחום הביולוגיה של תאי גזע היה הזמינות המסחרית של מכשיר המכונה ציטומטר זרימה (flow cytometer) בשנות ה-70. מכשיר זה מסוגל למיין מיון אוטומטי אוכלוסיות שונות של תאים חיים בהסתמך על סמנים ייחודיים המצויים על פני קרום התא.

מאורע מכריע נוסף בהתפתחות מחקר תאי הגזע הסרטניים היה הפיתוח, בשנות ה-90, של בדיקות חד-משמעיות ליכולת ההתחדשות של תא. בדיקות המסוגלות לקבוע יכולת התחדשות בתאים אנושיים לא היו בנמצא עד שוייסמן מסטנפורד וג'ון א' דיק מאוניברסיטת טורונטו פיתחו שיטות המאפשרות לתאי גזע נורמליים ממקור אנושי להתרבות בתוך עכברים. ציטומטר הזרימה והמודל העכברי החדש אפשרו לדיק לפרסם, החל מ-1994, סדרת מאמרים חשובים שזיהו תאי גזע סרטניים בלויקמיה. ב-2003 זיהה ריצ'רד ג'ונס, מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס, אוכלוסיית תאי גזע סרטניים בסרטן דם אחר, מיאלומה נפוצה (multiple myeloma).

מוקדם יותר באותה שנה, קבוצת המחקר שלנו באוניברסיטת מישיגן באן ארבור פרסמה את העדות הראשונה לתאי גזע סרטניים בגידול מוצק. השתלנו בעכברים אוכלוסיות תאים שנלקחו מסרטן שד באדם ומוינו על ידי ציטומטר זרימה, והצלחנו לאמת את הסברה שלתאים שונים מסרטן השד יש יכולת התרבות שונה. רק אוכלוסיית תאים אחת הייתה מסוגלת ליצור מחדש את הגידול בסביבה החדשה בעכבר. לאחר מכן, השווינו את הפנוטיפ, כלומר את התכונות הפיזיקליות, של הגידולים החדשים עם הפנוטיפ של דגימות מן הגידולים המקוריים, וראינו שהם דומים זה לזה. ממצאים אלו מראים שהתאים הסרטניים המושתלים יכלו הן להתחדש והן לייצר את כל אוכלוסיות התאים השונות שהיו בגידול המקורי, ובכללן תאים לא סרטניים.

המחקר שלנו העיד על נוכחות מדרג בין התאים בסרטן השד, בדומה לזה שזוהה בסרטני הדם. מאותה תקופה, חלה עלייה חדה בכמות המחקרים על הביולוגיה של תאי גזע סרטניים, ומעבדות ברחבי העולם המשיכו למצוא תת-אוכלוסיות דומות של תאים סרטניים בסוגי סרטן אחרים. לדוגמה, ב-2004, מעבדתו של פיטר דירקס מאוניברסיטת טורונטו זיהתה בגידולים ראשוניים של מערכת העצבים באדם תאים בעלי יכולת לשחזר במלואו את הסרטן בעכברים. בנוסף, הם מצאו מספר רב של תאי גזע סרטניים כאלו באחת מצורות סרטן המוח האלימות ביותר, המכונה מֵדוּלוֹבְּלַסטוֹמה, בניגוד לסוגי סרטן אלימים פחות שבהם נמצא מספר קטן בהרבה של תאי גזע סרטניים.

תחום נוסף שבו נערך כעת מחקר מאומץ מספק אף הוא תמיכה למודל תאי הגזע הסרטניים. נראה כי האותות הנשלחים על ידי הסביבה, או הנישה, שבה מצויים התאים הסרטניים משפיעים השפעה חזקה על יצירתו של הגידול הסרטני והישרדותו. מחקרים הן על תאי גוף רגילים, והן על תאי גזע, כבר הראו שאותות הנובעים מן הרקמה סביב התאים ומן החומר החוץ תאי, חיוניים לצורך שמירת זהותו של התא ולצורך פעילותו. למשל, תאים נורמליים שהוצאו מסביבתם הטבעית וגודלו בתרבית נוטים לאבד חלק מן המאפיינים שרכשו במהלך התמיינותם. לעומת זאת, תאי גזע חייבים לגדול בסביבה המספקת אותות שגורמים להם להישאר בלתי ממוינים. אם הם לא יקבלו את האותות האלה הם יתחילו להתרבות ולהתמיין, כך שנראה כי זוהי בעצם ברירת המחדל של תאי הגזע, ורק האותות המתקבלים מן הנישה מעכבים את התמיינותם.

בגוף, הנישות של תאי הגזע הן אכן מובלעות קטנות המוקפות סוגי תאים מסוימים, כמו תאי סטרומה (תאים תומכים) היוצרים רקמת חיבור במוח העצם. למעט מספר קטן של יוצאים מן הכלל, תאי גזע תמיד נשארים בנישה שלהם, ולפעמים אף מחוברים אליה באופן פיזי על ידי מולקולות מיוחדות. לעומתם, תאי אב מתרחקים מן הנישה ככל שהם מתקדמים במסלול ההתמיינות, והם מלווים, פעמים רבות, על ידי תאים "מאבטחים".

חשיבותם של האותות הנובעים מן הנישה בשמירת מצבם הבלתי ממוין של תאי הגזע ובמניעת התרבותם מרמזת שאותות סביבתיים אלו עשויים להשפיע באופן דומה על תאי גזע סרטניים. ניסויים מעוררי עניין הראו, למשל, שכמשתילים תאי גזע שהפכו ממאירים בגלל מוטציות אונקוגניות בנישה חדשה, הם אינם מצליחים לגרום להתפתחות גידול. ולהפך, תאי גזע בריאים המושתלים ברקמה שנפגעה קודם לכן על ידי קרינה יוצרים גידולים.

רבים מאותם מסלולים גנטיים הקשורים להעברת אותות בין תאי גזע לבין הנישה שלהם משויכים גם לסרטן. כלומר, ייתכן שהנישה ממלאת תפקיד גם בשלב הסופי של הפיכת תא לתא ממאיר. לדוגמה, אם תאי גזע סרטניים מעוכבים על ידי הנישה, אך הנישה עצמה השתנתה והתרחבה בדרך כלשהי, גם למאגר תאי הגזע הסרטניים יהיה כעת יותר מקום לגדול בו. אפשרות אחרת היא שמוטציות אונקוגניות מסוימות בתאי הגזע הסרטניים מאפשרות להם להסתגל לנישה שונה, ושוב, הדבר מאפשר להם להתרבות ולהרחיב את שטח המחייה שלהם. ואפשרות נוספת היא שמוטציות עשויות לאפשר לתאי גזע סרטניים להתנתק לחלוטין מן הנישה. מוטציות כאלו יסירו את הבקרה הסביבתית הן על יכולת ההתחדשות והן על יכולת הרבייה של התאים.

מתקרבים למטרה

ההשלכות של מודל תאי הגזע הסרטניים על הדרך שבה אנו מבינים מחלות ממאירות ומטפלים בהן, ברורות ודרמתיות. הטיפולים כיום מכוונים כלפי כל התאים בגידול, אך המחקרים שלנו ושל אחרים הראו שרק לאחוז מזערי מתאי הסרטן יכולת לשחזר ולהנציח את הגידול. אם תרופות מסורתיות גורמות להתכווצות הגידול אך מחטיאות תאים אלו, סביר להניח שהסרטן יחזור. טיפולים שמתמקדים באופן מיוחד בתאי הגזע הסרטניים יוכלו להרוס את המנוע שמניע את המחלה, והתאים הלא-ממאירים שיוותרו ימותו לבסוף מעצמם.

עדויות נסיבתיות התומכות בגישה זו כבר רווחות בעולם הרפואה. לדוגמה, לאחר כימותרפיה של סרטן האשכים, נבדק הגידול כדי להעריך את הצלחת הטיפול. אם הגידול מכיל רק תאים בשלים (כלומר שעברו התמיינות), הסרטן בדרך כלל אינו חוזר ואין צורך בטיפול נוסף. אך אם קיים בדגימה מספר גדול של תאים לא בשלים, כלומר שלא עברו התמיינות מלאה, סביר להניח שהסרטן יחזור, ויש צורך במחזור נוסף של כימותרפיה. אמנם לא הוכח עדיין שתאים לא בשלים אלו הם צאצאים של תא גזע סרטני, אך הקשר בינם לבין הסיכוי להחלים נראה משכנע.

אי אפשר לזהות תאי גזע רק על סמך המראה שלהם. כדי לפתח הבנה טובה יותר של תכונותיהם הייחודיות של תאי הגזע הסרטניים, יש אפוא לשכלל תחילה את השיטות לבידודם של תאים נדירים אלה ואת השיטות למחקרם. כשנלמד להכיר את התכונות המאפיינות אותם, נוכל להשתמש במידע זה כדי להילחם בתאי גזע סרטניים בעזרת טיפולים ממוקדים. לדוגמה, מוטציה או אות סביבתי האחראים ליכולתו של תא גזע סרטני מסוים להתחדש, אם יתגלו, ישמשו מטרות ברורות כדי לפגוע בתא הממאיר.

דוגמאות מעודדות לגישה זו הדגימו קרייג ט' ג'ורדן ומוניקה ל' גוזמן מאוניברסיטת רוצ'סטר. ב-2002 הם זיהו תכונות מולקולריות ייחודיות של תאי גזע סרטניים החשודים כגורמים ללויקמיה מיאלואידית חריפה (AML) והראו שאפשר לפגוע בעיקר בתאי גזע אלו בעזרת תרופות מסוימות. בשנה שעברה הם דיווחו שתרכובת כימית שהופקה מחרצית ריחנית גורמת למוות של תאי גזע של AML בעוד שתאי גזע בריאים אינם מושפעים.

חלק מקבוצות המחקר מקוות לאמן תאים של המערכת החיסונית לזהות ולתקוף תאי גזע סרטניים. קבוצות מחקר אחרות בודקות את השימוש בתרופות קיימות, כדי לנסות למנוע מתאי הגזע הסרטניים את האותות המסופקים על ידי הנישה שלהם וכך למנוע את שגשוגם. ורעיון נוסף הוא לנסות לפתח תרופות שיאלצו את תאי הגזע הסרטניים להתמיין, וישבשו על ידי כך את יכולת ההתחדשות שלהם.

אך החשוב מכול הוא שחוקרי הסרטן עלו כעת על עקבות החשודים. בעזרת שילוב של גישות שונות שחלקן מתמקדות במסלולים הגנטיים הייחודיים לתאי הגזע הסרטניים וחלקן משבשות את התקשורת בין התאים וסביבתם, אנו מקווים שנוכל בקרוב למצוא ולעצור את האשמים האמיתיים במחלת הסרטן.

סקירה כללית/תאי גזע סרטניים

  • הסברה הרווחת היא שלכל התאים הסרטניים יכולת דומה להתרבות ולגרום להתפשטות המחלה, אך בסוגי סרטן רבים יכולת זו קיימת למעשה רק בתת-קבוצה קטנה של תאים סרטניים.
  • התאים שיוצרים את הגידול הם בעלי תכונות חשובות המשותפות להם ולתאי גזע, ובכללן אורך חיים בלתי מוגבל והיכולת לייצר מגוון רחב של סוגי תאים אחרים, ולכן הם נחשבים לתאי גזע סרטניים.
  • תאים ממאירים אלו נוצרים כנראה עקב כשל בקרה בתאי גזע פגומים או בצאצאיהם הישירים.
  • טיפול בסרטן חייב לתקוף את תאי הגזע הסרטניים כדי למגר את המחלה.



אל האסופה חידת התורשה3

ביבליוגרפיה:
כותר: תאי גזע : האשמים האמיתיים במחלת הסרטן?
מחברים: קלארק, מייקל פ' (פרופ') ; בקר, מייקל ו' (פרופ')
תאריך: אוקטובר-נובמבר 2006 , גליון 25
שם כתב העת: סיינטיפיק אמריקן ישראל
עורכי כתב העת: אייזנברג, אלי  (ד"ר) ; מנס, אלכסנדר  (ד"ר)
הוצאה לאור: אורט ישראל. המינהל למו"פ ולהכשרה
הערות: 1. סיינטיפיק אמריקן ישראל יוצא לאור על ידי אורט ישראל, וביוזמתו של הרצל לאור.
הערות לפריט זה:

1. מייקל פ' קלארק (Clarke) ומייקל ו' בקר (Becker) עבדו יחדיו במעבדתו של קלארק באוניברסיטת מישיגן באן ארבור, ובה בודדו לראשונה ב-2003 תאי גזע של סרטן השד. קלארק הוא כיום מנהל עמית וכן פרופסור לביולוגיה של הסרטן במכון סטנפורד לביולוגיה ולרפואה של תאי גזע. הוא ממשיך לחקור תאי גזע סרטניים ואת המנגנונים שדרכם הם, ותאי גזע בריאים, מתחדשים. בקר הוא פרופסור חבר לרפואה במחלקה להמטולוגיה ואונקולוגיה במכון הרפואי באוניברסיטת רוצ'סטר. מחקרו של בקר מתמקד באפיון תאי גזע בלויקמיה, ועבודתו הרפואית מתרכזת בהשתלות דם ומוח עצם.


הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית