מחקר חדש פיתח גישה טובה יותר לגידול תאי גזע
באדיבות אמיר לזימי מנהל המיזם
—
עודכן לאחרונה
02/09/2010 07:07
תאי גזע פלוריפוטנטים אנושיים, שיכולים להפוך לכל סוג של תא בגוף, הינם בעלי פוטנציאל אדיר לטיפול בטווח רחב של מחלות, כולל מחלת פרקינסון, טרשת נפוצה ופגיעות בעמוד השדרה ומחלות סרטן. אך מדענים העובדים עם תאים כאלה נתקלו בבעיות בגידול כמויות גדולות מספיק כדי לבצע ניסויים – במיוחד עבור שימוש במחקרים של בני אדם.
מעבר לכך, רוב החומרים בהם משתמשים כרגע לגידול תאי גזע אנושיים כוללים תאים או חלבונים הבאים מעוברי עכברים, שיכולים לעזור לגרות צמיחה של תאי גזע אך על פי רוב הסיכויים יגרמו לתגובה חיסונית אם יוזרקו למטופל אנושי.
כדי להתגבר על בעיות אלה, מהנדסים כימיים, מהנדסי חומרים וביולוגים מ- MIT תכננו משטח סינתטי הכולל חומר זר מבעלי חיים המאפשר לתאי הגזע להישאר חיים ולהמשיך להתרבות לפחות במשך שלושה חודשים. זהו גם החומר הסינתטי הראשון שמאפשר לתאים בודדים ליצור מושבות של תאים זהים, מה שנחוץ כדי לזהות תאים עם תכונות רצויות והיה קשה להשיג עם חומרים קיימים.
תאי גזע אנושיים יכולים להגיע משני מקורות – תאים עובריים או תאי גוף שתוכנתו מחדש לשלב לא מפותח. השלב הזה, הידוע כפלוריפוטנטיות, מאפשר לתאים להתפתח לכל סוג של תא גוף מתמחה.
הוא גם מוביל לאפשרות לטפל כמעט בכל סוג של מחלה הקשורה בפגיעות בתאים. המדענים יכלו לגדל נוירונים חדשים עבור מטופלים עם פגיעות בעמוד השדרה, למשל, או תאים היוצרים אינסולין עבור אנשים עם סכרת מסוג 1.
כדי להנדס טיפולים כאלה, המדענים יצטרכו להיות מסוגלים לגדל תאי גזע במעבדה עבור תקופות ארוכות, לשנות את הגנים שלהם, ולגדל מושבות של תאים זהים לאחר שהם שונו גנטית. שטחי הגידול הקיימים, המורכבים מכלי פלסטיק המצופה בשכבת ג'לטין ואז שכבת תאי עכבר או חלבונים, ידועים כלא יעילים, אומר סהא, שעובד במעבדה של יאניש במכון למחקר ביורפואי וייטהד.
"עבור תרפויטיקה אנחנו צריכים מיליוני תאים," אומר סהא. "אם נוכל להקל על התאים להתפצל ולגדול, זה יעזור מאוד כדי לקבל את מספר התאים הדרושים כדי לערוך את כל מחקרי המחלות שאנשים מתרגשים מהם."
מחקרים קודמים רמזו שחומרים כימיים ותכונות פיזיות של המשטחים – כולל חספוס, קשיחות וזיקה למים – יכולים לקחת תפקיד בגידול תאי הגזע. החוקרים יצרו כ- 500 פולימרים (שרשראות ארוכות של מולקולות חוזרות) עם הבדלים בתכונות האלה, גידלו עליהם תאי גזע וניתחו את התיפקוד של כל פולימר. לאחר תיאום של תכונות המשטחים עם התפקוד, הם גילו שקיים טווח אופטימלי של הידרופוביות (התנהגות דוחת מים), אך רמות שונות של חספוס וקשיחות לא השפיעו הרבה על גישול התאים.
הם גם התאימו את הרכב החומרים, כולל חלבונים ששובצו בפולימר. הם גילו שהפולימרים הטובים ביותר הכילו אחוז גבוה של acrylates, רכיב מצוי בפלסטיקים, והיו מצופים בחלבון הנקרא vitronectin שמעודד תאים להצמד למשטחים.
בעזרת החומרים בעלי התפקוד הטוב ביותר, החוקרים גרמו לתאי גזע (עובריים ופלוריפוטנטים) להמשיך לגדול ולהתחלק עד שלושה חודשים. הם גם הצליחו לייצר כמויות גדולות של תאים – במיליונים.
