עבודת רקמה

אחת התעלומות הגדולות בטבע היא היכולת של חיות מסוימות להצמיח איברים שנקטעו ולחדש רקמות שונות. תהליך מדהים זה מעורר את סקרנותם של מדענים רבים, ואחד מהם הוא פרופ’-משנה ירון פוקס מהפקולטה לביולוגיה, החוקר תאי גזע וכיצד התאבדות תאית מחדשת רקמות בגוף

“מבחינה מדעית יכולת הרגנרציה מרתקת, וההשלכות היישומיות מסעירות את הדמיון,” מסביר פרופ’-משנה פוקס. אם נפצח את תעלומת הרגנרציה – חידוש של רקמות פגועות – נוכל להצמיח לאנשים רקמות ואיברים שניזוקו או נקטעו: אצבע, יד, עין ועוד. ואם זה נשמע כמו מדע בדיוני, נזכיר שבגוף האדם מתרחשים תהליכי רגנרציה טבעיים כגון התחדשות של עור, שיער, דם ומעי. האיברים האלה מתחדשים ללא הרף, כלומר מחליפים תאים ישנים בתאים חדשים, ולכן הם אתרים מצוינים לחקר מנגנוני הרגנרציה.”

ירון פוקס נולד בחיפה, גדל בקריית ביאליק ונסע לא מעט לקליפורניה – שנות השבתון של אביו שעבד ברפאל. בתום שירותו הצבאי ירד לאילת ועבד כמדריך צלילה, שם פיתח את האהבה לים ולביולוגיה. “בים ישנה סימביוזה מדהימה בין אלמוגים לאצות, בין דגים לסרטנים ועוד”. אהבתו לים הובילה אותו לתואר ראשון בביולוגיה באוניברסיטת חיפה, שבמסגרתו ערך מחקר לצורך חקר מנגנון הרבייה של האלמוג הרך אחיקסניה. לאחר מכן המשיך למסלול ישיר לדוקטורט בטכניון בהנחיית פרופ’ דינה רון מהפקולטה לביולוגיה, ובמהלכו חקר חלבון מרתק בשם סף. בעבודת הדוקטורט גילה כי סף מסוגל לבקר מסלול מהותי בהיווצרות מחלת הסרטן, מחקר שהתפרסם בכתב העת Developmental Cell. בתום הדוקטורט יצא לפוסט-דוקטורט אצל פרופ’ הרמן סטלר מאוניברסיטת רוקפלר במנהטן – “אוניברסיטה קטנה מאוד שקטפה את מספר השיא (24) של פרסי נובל בביולוגיה וברפואה.” שם החל לחקור לראשונה את תפקידם של תאי הגזע ברגנרציה של רקמות, מחקר שזיכה אותו בפרסים ופורסם בכתב העת Science.

כאן, כחבר סגל בטכניון, הוא ממשיך להתמקד בתהליכי רגנרציה, בעיקר בהקשר של תפקיד תאי הגזע והתאבדותם בתהליך. “גילינו שתהליך ההתאבדות התאית הוא נדבך מהותי בבקרת תאי הגזע, באופן שהם משתתפים בתהליכי החלמה וחידוש איברים”. כדי להבין את המנגנון שתאים אלו משתמשים בו לצורך התאבדותם אנחנו מבצעים את המחקר ב’עכברי נוקאאוט’ – עכברים שגֶנים התאבדותיים שונים הוסרו מהם. כך אפשר לבודד את השפעתו של כל גן על הרגנרציה ועל פעילותם של תאי הגזע. מצאנו כי באמצעות מניפולציה על התהליך האפופטוטי אנחנו מסוגלים ליצור עכברים המכילים פי שניים יותר תאי גזע. בין השאר גילינו שבמקרה של פציעה נוצרת סביב הפצע הצפה של תאי גזע. כשהגברנו את ההצפה הזאת באמצעות עיכוב חלבונים פרו-אפופטוטיים (‘חלבוני התאבדות’) הצלחנו להאיץ את ההחלמה, ליצור שערות חדשות ולהקטין את הצלקות שנשארות בסופו של דבר. כשהשתלנו תאי גזע אלה בעכברים קירחים הם יצרו שערות רבות והפכו את העכברים לשעירים.”

עם זאת הרגנרציה אינה עולם שכולו טוב; בהתגלמויותיה המרושעות היא מוֹלדת הגידול הסרטני. “בימים כתיקונם מנגנון האפופטוזיס אחראי לההתאבדות המבוקרת של תאי הגוף ולהחלפתם הרציפה והתקינה בתאים חדשים. מדובר בתהליך אינטנסיבי מאוד, שבו מתאבדים בכל שנייה כמיליון תאים בגופנו. כשהמנגנון הזה משתבש, וחלוקת התאים אינה מלוּוה עוד באותו חיסול מבוקר, נוצר הגידול הסרטני: התפרצות של רגנרציה פרועה ללא מנגנון התאבדות שיאזן אותה. לאחרונה מתברר כי תאי גזע עלולים לגרום לגידול סרטני ולחידושו ולכן קריטי לדעת כיצד נהפכים תאי גזע רגילים לסרטניים וכיצד המנגנון האופופטוטי מבקר טרנספורמציה סרטנית זאת“.

בניגוד למחקרים שנערכו עד כה והתבססו על אנליזה סטטיסטית, ובהם קצרו רקמות ובחנו אותן במנותק מהגוף החי, הטכנולוגיה שפיתח פרופ’-משנה פוקס מאפשרת אנליזה דינמית. זוהי מערכת שעוקבת אחר תאי הגזע בתוך החיה ולא ברקמה מנותקת במעבדה. “המערכת הזאת מאפשרת לנו לעקוב בזמן אמת אחר תהליכי התחדשות הרקמה ואחר היווצרות הגידול הסרטני. יתרה מזו, אנחנו יכולים להתבונן בתאי גזע היוצרים את הגידול או מחדשים אותו, להתמקד בתא מסוים ולהשמידו ולהסריט מה מתרחש לאחר מכן. המערכת גם מאפשרת לנו לבחון את התקשורת הבין-תאית ולאפיין את תאי הגזע הסרטניים ואת הסיגנלים התאיים שמעוררים את הרגנרציה או את הגידול.”

כתשובה לגידול הסרטני פיתחה האנושות המודרנית את הטיפול בהקרנה שאינו הורג את התאים באופן ישיר כי אם גורם להם להתאבד. “הבעיה היא שלאחרונה התגלה כי התא המתאבד מיידע את הסביבה ומשחרר חומרים הגורמים לחלוקת התאים מסביב. באופן זה הטיפול האנטי-סרטני מסוגל לגרום להתפתחות סרטנית. לכן יש צורך להבין אילו חומרים משתחררים מתאי גזע מתאבדים ולפתח טיפולים חדשים, שעיקרם עיכוב הסיגנל המשוחרר.”

פרופ’-משנה פוקס סוגר שנה מוצלחת ראשונה כחבר סגל בפקולטה לביולוגיה ובמרכז הבין-תחומי למדעי החיים וההנדסה ע”ש לורי לוקיי, שבה זכה בן היתר במלגת אלון היוקרתית. במעבדה החדשה שלו חברים עשרה חוקרים – מסטרנטים, דוקטורנטים ופוסט-דוקטורנטים – ולדבריו הוא “מבסוט מכולם. יש במעבדה חוקרים מעולים מכל רחבי העולם. כולם מלאים מוטיבציה וסקרנות, וזו סביבה מצוינת למחקר ולגילויים חדשים.”