מוות תאי מתוכנן: אופקים טיפוליים

פרופ’-משנה ירון פוקס מהטכניון הוא הזוכה בפרס הגדול של Sartorius & Science

מאמר הזכייה התפרסם בכתב העת Science ב-8 במרץ. זו הפעם הראשונה שחוקר ישראלי זוכה בפרס

פרופ’-משנה ירון פוקס

האגודה האמריקאית לקידום המדע (AAAS) בחרה בפרופ’-משנה ירון פוקס מהפקולטה לביולוגיה בטכניון כזוכה הראשי (Grand Prize Winner) בפרס Sartorius & Science לרפואה רגנרטיבית ולתרפיה תאית לשנת 2019.

פרופ’-משנה פוקס השלים דוקטורט במסלול ישיר בטכניון ופוסט-דוקטורט באוניברסיטת רוקפלר ובמכון הרפואי הווארד יוז. לאחר מכן הצטרף לסגל הטכניון כראש המעבדה לחקר תאי גזע ורפואה רגנרטיבית בפקולטה לביולוגיה וכחוקר במרכז לורי לוקיי להנדסה ולמדעי החיים. הפרס היוקרתי יוענק לו על שורה של הישגים שהוא מתאר במאמר חדש בכתב העת היוקרתי Science: “מוות תאי מתוכנן: אופקים טיפוליים” (The therapeutic promise of apoptosis). המחקר המתואר במאמר חושף את תפקיד המוות התאי המתוכנן בריפוי פצעים ובחידוש רקמות, והוא סולל דרכים חדשות ברפואה רגנרטיבית ובטיפול בפצעים ובגידולים סרטניים.

פרופ’-משנה פוקס עוסק בהתאבדות מתוכננת (אפופטוזיס) בתאי גזע. תאי גזע הם תאים ייחודיים ונדירים יחסית, המייצרים תאים מסוגים שונים וכך מחדשים רקמות שונות בגוף. במרוצת השנים נערכו מחקרים רבים בנושא ההתחדשות העצמית של תאי הגזע והתמיינותם, אבל המנגנון האפופטוטי בתאים אלה כמעט שלא נחקר. זאת משום שבמשך שנים רבות נחשבו תאי הגזע לתאים בני אלמוות החיים עד תום חייו של האורגניזם.

חקר האפופטוזיס של תאי גזע הוא הנישה הייחודית של פרופ’-משנה פוקס בפקולטה לביולוגיה בטכניון. מערכות המודל שלו הן העור והמעי, שבהן הוא חוקר חלבונים שונים המעורבים באפופטוזיס של תאי הגזע.

במאמר פורץ דרך המתפרסם ב-Science מגלה פרופ’-משנה פוקס את תפקידו של חלבון בשם ARTS, שבהעדרו נבלם התהליך האפופטוטי בתאי גזע של העור. בלימה זו מאיצה את התפתחות תאי הגזע בזקיקי השיער ואת החלמת הרקמה לאחר פציעה, וכן מקטין את הצלקות שמותירה הפציעה כעבור זמן. לעומת זאת, נטרול של חלבון אחר (XIAP) מעכב את התפתחות תאי הגזע ופוגע בתהליך ההחלמה.

אוכלוסיות תאי גזע של זקיק השערה. אימונופלורסנציה של אוכלוסיות המסומנות על ידי CD34 (אדום) וקרטין 15 (כתום)

בהמשך לניסוי בתאי הגזע בעור בדק פרופ’-משנה פוקס את השפעתם של חלבונים אלה על האפיתל במעי הדק – רקמה המאופיינת בתחלופה גבוהה של תאים. במאמר שהתפרסם ב-2 לנובמבר ב 2018 ב-Nature Communications התברר כי חסר ב-ARTS מאיץ את שיקום הרקמה לאחר פציעה, ולעומת זאת בלימת XIAP פוגעת בתהליך השיקום. לדבריו, “מחקרים אלה מצביעים על חשיבותו של האפופטוזיס בהתרבות תאי הגזע ובשיקום אחרי פציעה. הממצאים שלנו מצביעים על כך שבאמצעות הפעלת מסלולים מעודדי אפופטוזיס בזקיקי השיער או בתאי הגזע במעי נוכל להאיץ ריפוי פצעים והתחדשות רקמות.”

במאמר פורץ דרך נוסף שהתפרסם במאי 2018 בעיתון היוקרתי Molecular Cell גילתה קבוצת המחקר של פרופ’-משנה פוקס כי החלבון האפופוטי הקלאסי קספאז-3 ממלא תפקידים קריטיים בחלוקה תאית ובבקרת גודל האיבר. במאמר הזכייה שלו, המתפרסם כאמור ב-Science, מרחיב פרופ’-משנה פוקס את תפקידו של חלבון קספאז-3. “הטיפולים המקובלים בסרטן – כימותרפיה והקרנות – מגבירים במתכוון את פעילות קספאז-3, וזאת במטרה להמית את תאי הגידול באמצעות אפופטוזיס. במחקר הנוכחי מתברר כי פעולה זו עלולה דווקא להאיץ את חלוקת התאים ולהגדיל את מסת הגידול. במחקר שלנו גילינו שבמקרה שמדובר בסרטן, עדיף להשתיק את קספאז-3 וכך לבלום את החלוקה הבלתי מבוקרת של התאים. בריפוי פצעים, לעומת זאת, כדאי להגביר את פעילות קספאז-3 כדי להאיץ את שיקום הרקמה.”

בעקבות הממצאים הדרמטיים עוסקת קבוצת המחקר של פרופ’-משנה פוקס בפיתוח אסטרטגיות טיפוליות חדשות ובבדיקתן בקונסטלציות שונות של סרטן והתחדשות רקמות. ד”ר פרסיליה קלי, עורכת תחום הביו-רפואה ב-Science ויו”ר ועדת הפרס, אמרה כי “ידוע שתאי גזע מקדמים התחדשות רקמות, אבל עד כה לא היה ברור כיצד תמותה של תאי גזע עשויה להשפיע על מחלות. פרופ’-משנה פוקס גילה את השפעתם של מנגנונים אפופטוטיים על ריפוי פצעים, שיקום עור והתפתחות של גידול סרטני. זו דוגמה מעולה לאופן שבו מחקר פורץ דרך מיושם ומוביל לקידום הרפואה הרגנרטיבית ולפיתוחם של טיפולים חדשניים.”

פרס Sartorius & Science, הניתן כעת בפעם השנייה, מיועד לחוקרים הממוקדים במחקר בסיסי ויישומי המקדם את הרפואה הרגנרטיבית ואת הטיפול התאי. הזוכה בפרס הראשי מקבל מענק אישי של 25,000 דולר ופרסום ב-Science. הקרן מסייעת גם במימון נסיעתו לכנס בוושינגטון שבו תוכרז זכייתו הרשמית. השנה יתקיים הטקס ב-25 באפריל במטה AAAS בוושינגטון.

למאמר המלא ב-Science  לחצו כאן

זקיקי שיער ובלוטות חלב. אימונופלורסנציה של תאים מתחלקים (אדום) ותאי גזע של זקיק השערה (ירוק)

מיני איבר (אורגנואיד) של המעי הדק שנמחק בו הגן ארטס. כתוצאה מכך נישת תאי הגזע מתרחבת. התמונה צולמה על ידי הקרנה של כל מישור פוקלי.