בהתחלה אנחנו תא, אחד ויחיד, שמכיל את כל המידע הגנטי הדרוש כדי להפוך אותנו לבני אדם שאנחנו אמורים להיות. התא הזה יכול להתרבות בצלוחית במעבדה, וכל תא נוסף שייווצר שם יהיה זהה לו. אחרי 9 חודשים ברחם, אנחנו בני אדם. כל תא בנו עדיין מכיל את המידע הגנטי שלנו, אבל תאים ברקמות השונות, שונים. תא של סחוס אינו תא של עור. כל תא יודע להשתנות קצת, כתלות במיקומו ביחס לתאים האחרים בגוף.
תאי גזע הם תאים שלא עברו את מלוא השינוי הזה - מן התא הכול-יכול של ההתחלה, לתא הספציפי מאוד של רקמת סחוס, עור וכיוצא באלה. בעוברים, כל התאים נחשבים תאי גזע. אצל מבוגרים, חלק מהתאים עדיין שומרים על היכולת להשתנות ולהתמיין בעתיד לתאים ספציפיים יותר.
כשהחלו להתגלות תאי הגזע והדרכים לעשות בהם מניפולציות, העולם המדעי החל לחלום על מעבדות לבניית איברים להשתלה. זה לא קרה עדיין, אבל זה כנראה בדרך. במסגרת תהליך העבודה על המוצרים האלה, התברר כי לתאי גזע יש מגוון של יכולות נוספות, שקשורות יותר לתפקיד שנשמר להם בגוף הבוגר מאשר למשימה הראשונית שלהם להתמיין ולהפוך לרקמות. נראה כי ממש בשנים הקרובות, תאי גזע עתידים להפוך חלק משמעותי מן העולם הרפואי שלנו.
בכנס של איגוד תאי הגזע הישראלי (Israstem), שהובילו ד"ר אבי טרבס וד"ר שוש מרחב, התארחו כמה מהחוקרים המובילים בעולם בתחום, ונפרש מגוון רחב של טכנולוגיות ישראליות חדישות בו.
תאי גזע מצילים ילדים עם שיתוק מוחין
העולם המדעי-רפואי עדיין ספקן למדי לגבי הפוטנציאל המסחרי של טיפול באמצעות תאי גזע, אבל ד"ר ג'ואן קורצברג מבית החולים דיוק בארה"ב כבר מטפלת באמצעות תאי גזע מדם טבורי בילדים הלוקים בשיתוק מוחין - פגיעה מוחית הנגרמת בדרך כלל ממחסור בחמצן בעת הלידה ("שבץ בתוך הרחם", כפי שמסבירה קורצברג).
על פניו נראה כי הנזק לרקמות שנגרם בגלל המחסור בחמצן בלתי הפיך, ואולם על פי מחקריה של קורצברג, נראה כי אין זה בדיוק כך. נראה כי מוח פגוע ממחסור בחמצן דווקא יכול להשתקם. קורצברג הצליחה לטפל בפעוטות שלוקים בשיתוק מוחין, על ידי השתלה של מנת דם טבורי - דם עשיר בתאי גזע הנמצא בתוך חבל הטבור של היילוד. כיום כבר נהוג להשתמש בדם טבורי כדי לטפל במחלות ממאירות של הדם: קודם כל הורסים בהקרנות את מוח העצם, אחר כך מזריקים את המנה בעירוי תוך ורידי, ותאי הגזע יודעים לנדוד למוח העצם ולבנות רקמת תאים חדשה, שמייצרת את תאי המערכת החיסונית ואת כדוריות הדם מתאי הגזע הנמצאים בדם הטבור. באותו אופן ניתן לטפל כיום במחלות גנטיות שגורמות לבעיות בייצור כדוריות דם, ובהן אנמיה חרמשית. כשקורצברג ניסתה להרחיב את היישום של מנות הדם הטבורי, כדי לטפל גם בילדים הלוקים בבעיה גנטית שגורמת לפגיעה מוחית, היא הבחינה במשהו מעניין: "ראינו שהתאים הללו מגיעים למוח ומרפאים שם נזק שכבר נוצר. ואז שאלנו - האם ייתכן שהתאים הללו יכולים להגיע למוח ולרפא נזק, גם אם מקורו אינו גנטי?"
קורצברג לא רצתה לתת לילדים חולי השיתוק המוחין כימותרפיה, נוסף על כל צרותיהם; ואכן, בעבור כמה מהם, ההורים שמרו את הדם הטבורי לאחר לידתם - דם שאליו אין לגוף שום התנגדות חיסונית, ולכן לא היה כל צורך להרוס את המערכת החיסונית הקיימת באמצעות כימותרפיה.
המנות הושתלו עד כה במספר קטן של ילדים, וניכר שיפור. קורצברג: "נראה כי התאים הללו מגיעים למוח ומפרישים שם חומרים שמונעים דלקת וגם מעודדים צמיחה מחודשת של רקמות. אולי הם אפילו הופכים בעצמם לתאי מוח - אנחנו לא יודעים זאת בוודאות - אבל גם אם לא, די ברור שעצם הימצאותם שם מועילה". ביולי הקרוב אמור להסתיים ניסוי מבוקר ראשון שלה, ב-120 ילדים.
נציין כי מדובר בטיפול שניתן לתינוקות ופעוטות, בטווח זמן שבו מוחותיהם עדיין מתפתחים. אם מגיעים אליהם כשהם כבר ילדים, זה עלול להיות מאוחר מדי. כך שלא מדובר בינתיים בתרופה לשבץ אצל מבוגרים, ואולם ייתכן שזהו צעד ראשון שיוביל להיווצרותה של תרופה כזו בעתיד הרחוק.
- האם ניתן להשתמש לצורך הטיפול הזה גם בתאי גזע שאינם ממקור טבורי?
קורצברג: "ניתן כיום להפיק תאי גזע ממגוון רקמות בגוף, אך נראה כי התאים ממקור עוברי יעילים באופן מיוחד".
- אם כך, נראה הגיוני שתמליצי לאנשים לשמור דם טבורי בבנק פרטי. גורמים אחרים בתחום תאי הגזע שעמם שוחחתי על כך, היו ספקנים יותר לגבי העניין הזה.
"זו החלטה אישית של כל משפחה. למשפחות שבהן מחלות גנטיות, בהחלט הייתי ממליצה לשמור תאים. אולי כדאי לשמור תאים בעבור ילודים, רק עד שרואים שהכול בסדר, ואז אפשר לתרום את המנה לבנק ציבורי".
"ניתוח בלי צלקת? הרופאים לא יאהבו זאת"
אהרון קפלן נמנה עם מייסדי אוסיריס, אחת החברות היחידות שכבר הביאה מוצר מבוסס תאי גזע לאישור לשיווק (לטיפול בסרטן). "כשהקמתי את החברה, חשבתי שתוך 5-10 שנים כבר נבנה עצמות או סוסים מתאי גזע, אבל זה לא בדיוק מה שקרה", מספר קפלן בראיון ל"גלובס".
ומה כן קרה? "בזמן שהיינו עסוקים בלגרום לתאי הגזע לעשות את מה שקשה להם לעשות, פספסנו את מה שהם יודעים לעשות מצוין - להיות בתי חרושת לתרופות. תא הגזע הוא הרוקח האולטימטיבי. כשהגוף פגוע, תא הגזע מגיע למקום הנכון, מייצר בתוכו את התרופה הנכונה ומפריש אותה".
עם הגיל, כמות תאי הגזע בגופנו פוחתת. "אם ילד בן 5 שובר רגל, היא מתאחה. אם אני אשבור רגל, זה סוף חיי. אם ילד נשרט, אין לו צלקת. אם ילד מדווח על כאב בחזה, אולי הוא לקה בהתקף לב והשתקם?"
על פי התיאוריה של קפלן, שלא כולם מסכימים איתה, תאי גזע מזנכימליים (MSCs) נמצאים בימים כתקנם על גבי הדפנות של כלי הדם, בכל רקמה בגוף שאליה מגיע דם. בעת פציעה, תאי גזע מכלי הדם באזור עוזבים את דופן כלי הדם ומשתלבים במחזור הדם. "התא הזה מתמקם באזור של הנזק, וחוסם את מערכת החיסון מלהיכנס ולפעול באזור. בד בבד, התא עצמו מפריש חומרים שגם יכולים לטפל בזיהום, וגם יכולים לחדש את הרקמה".
- למה אנחנו רוצים למנוע ממערכת החיסון לפעול במקום שבו יש נזק לרקמה?
קפלן: "כי מערכת החיסון התפתחה בסביבה שבה הסיכון הזיהומי היה גדול יותר מאשר כיום, ולכן יש לה מנגנוני הגנה על הגוף שמגנים מפני חיידקים מהר, אבל משאירים נזק לטווח רחוק. למשל, אם אנחנו עוברים ניתוח, נוצרת במהירות רקמה צלקתית בחתך, שתפקידה למנוע מחיידקים להיכנס, אבל זו לא הרקמה האיכותית שהגוף יודע לבנות. או אם למשל יש למישהו חצ'קון, זה משום שחיידק חדר לעור, והגוף הציב חסם בין מחזור הדם לחיידק, והחיידקים התרבו מתחת לעור אבל לא יכלו להיכנס או לצאת. זה פתרון מהיר למניעת זיהום, אבל כשהחיידקים מתרבים הם לוחצים על העצבים באזור - וזה כואב".
- עצור הכול. אז לפוצץ או לא לפוצץ חצ'קון?
"זה לא קשור לתאי גזע, אבל - בהחלט אפשר לפוצץ. המוגלה בפצע היא חיידקים, וכך מסלקים אותם מהגוף".
אבל נחזור לדין המקורי. "אז למשל, כיום אם אנחנו עוברים ניתוח, נוצרת רקמה צלקתית באזור החתך, אבל זה לא הכרחי. אם הייתי יכול לסגור את הבנאדם עם נייר דבק רפואי, ולמנוע ממנו להזדהם במשך כמה חודשים, לא היה לי צורך ברקמת הצלקת. אבל רופאים לא אוהבים את זה. הם רוצים לדעת שהם סגרו את הבנאדם וסיימו איתו".
קפלן מסביר כי גם הגוף שלנו בעצמו "יודע", שלפעמים כדאי לבחור בפתרון המהיר לשיקום רקמה או לחסימת הגוף מפני חיידקים, ולפעמים עדיף השיקום האיטי יותר אבל האיכותי יותר. לכן יש בגוף מנגנונים טבעיים שנועדו לבקר את המערכת החיסונית, שלא תמהר כל כך. "התאים המזנכימליים הם אחת מיחידות בקרה שמוסרות לגוף מתי כדאי להשהות את התגובה המהירה. הם נעמדים בדרך בין מחזור הדם לפגיעה, מהגב שלהם הם שולחים סימנים שמדכאים את מערכת החיסון, מצדם הקדמי הם שולחים סימנים המעודדים את הרקמה להתאושש ובנוסף הם בעצמם נלחמים בחיידקים".
קפלן מסביר שניתן להפיק את התאים הללו מכל רקמה בגוף, כל עוד יש בה כלי דם, למשל מרקמת שומן. באילו מחלות ניתן, תיאורטית, לטפל באמצעות תאי הגזע מן הסוג הזה? "כיום מתנהלים כ-300 ניסויים קליניים המשתמשים בתאי גזע מזנכימליים. הם עשויים להיות רלוונטיים בכל מחלה שיש בה פעילות יתר של המערכת החיסונית: בין השאר, דלקות פרקים, שבץ (נראה שהגוף מנסה לתקן את הפגיעה במהירות באמצעות תגובה דלקתית, ויוצר בפועל נזק נוסף), מחלות לב (שבהן מעורבת תגובה דלקתית של כלי הדם), פציעה אורתופדית, טרשת נפוצה ואסטמה. "הרגולציה של המוצר הזה תהיה מאתגרת", מודה קפלן. "הרשויות מתייחסות למוצר הזה כתרופה - והוא איננו תרופה. ההצעה שלי היא שתחילה יאושר המוצר לשימוש רק בחולים קשים שאין להם אפשרויות אחרות. כך נלמד כיצד הם פועלים, ונוכל לבנות בעבורם תהליכי ייצור ואישור מסודרים".
מדפסת תלת-ממדית לתאי גזע
תאי גזע ממקורות שונים יודעים להתרבות בצלחת פטרי, אבל מכאן ועד בנייה של איבר שימושי תלת-ממדי הדרך ארוכה. אז כיצד ניתן להפוך הרבה יחידות קטנטנות להתארגנות תלת-ממדית מדויקת? מדפסת תלת-מימד היא אחת השיטות לעשות זאת.
כיום כבר ניתן להדפיס במדפסות התלת-ממד בעיקר אביזרים תלת-ממדיים שעשויים פלסטיק או מתכת. האם ניתן ליישם את הטכנולוגיה הזו לגבי תאים?
ומה יבטיח לנו שהתאים שהודפסו זה לצד זה, באמת ינהלו איזושהי תקשורת ביניהם ויהפכו לאיבר פועל?
קבוצת חוקרים מאוניברסיטת הריוט ווט שבסקוטלנד טוענת כי לא מכבר התקדמה משמעותית בכיוון. החוקרים פיתחו מנגנון מכני, אשר מאפשר "לירות" קבוצות קבוצות של תאי גזע זה על זה, בצורה מספיק עדינה כך שלא תיפגע הפעילות הביולוגית שלהם. התאים הללו אפילו שימרו את היכולת שלהם להתמיין מתאי גזע לתאי רקמה, אחרי ההדפסה. זה עדיין לא אומר שתאי הגזע הללו בונים איברים, אבל כך הוסר אחד החסמים לעבר המטרה.
החוקר ד"ר וויל שו מסביר כי בתחילת הדרך, המטרה תהיה לגרום לתאי הגזע להתמיין לתאי רקמה, ואז להדפיס מהם רקמה, כדי לבדוק התנהגות של תרופות על גבי רקמה כזו. בהתחלה, המוצר הזה יוכל לשמש בניסויים לשם פיתוח של תרופות חדשות באופן כללי. בעתיד, אולי יהיה זה פתח לרפואה מותאמת אישית. כבר כיום ניתן לקחת תא עור, ולדרבן אותו "לחזור אחורה" בתהליך ההתמיינות שלו ולהפוך בחזרה לתא גזע. את תא הגזע הזה ניתן להרבות, למיין ולהפוך, למשל לרקמת כבד. כך, מתישהו בעתיד, חולה במחלת כבד יוכל להגיע לבית החולים, שם ייטלו דגימה קטנה מעורו, יפיקו ממנה רקמת כבד מודפסת, יבדקו עליה את כל התרופות שניתן להציע לו, וכך יבחרו את התרופה הטובה ביותר.
העתיד מצוי, כמובן, בהפקה של כבד שלם. אחת הבעיות עד כה הייתה שרקמות מורכבות מאוד, ובתוך כבד יש למשל מערכת שלמה של כלי דם שמזינה את הרקמה.
ואולם בעבור מדפסת תלת-ממד, זו אינה בעיה בעיקרון; כל עוד היא יודעת מה להדפיס וכל עוד יש לה את החומרים הדרושים, היא יכולה להדפיס רקמת כבד שבה שלובים כלי דם, בדיוק רב.
מתנה קטנה לאמא
ייתכן שמבלי לדעת זאת, כמה מאתנו כבר עושים שימוש בתאי גזע עובריים - ולא התאים העובריים שלנו. ב-30 השנה האחרונות הולך ומתברר כי נשים בהריון והעוברים שברחמיהן מחליפים ביניהם תאים דרך השיליה. כך, בין היתר, מגיעים תאי גזע של העובר גם לגוף של האם. האם הם מועילים, האם הם מזיקים, האם הם סתם נמצאים שם? זה משהו שעדיין לא לגמרי ברור.
ד"ר קירבי ג'ונסון מאוניברסיטת טאפטס שבבוסטון, מצא שבכל כפית מהדם של אישה שהייתה בהיריון (גם אם ההיריון לא הושלם), ניתן למצוא עשרות או אולי מאות תאים עובריים, בין היתר גם תאי גזע. ג'ונסון מאמינה כי תאי הגזע הללו תורמים לריפוי של האם. היא מספרת על אישה שעברה חמישה הריונות והגיעה לטיפול בסרטן כבד. בתוך רקמת הכבד שלה היו אזורים בריאים רבים - ככל הנראה אזורים משוקמים או כאלה שהסרטן לא הצליח לפגוע בהם - ובאזורים הללו היה שיעור גבוה במיוחד של תאים עם מטען גנטי שונה משל האם, המטען הגנטי של העוברים שלה. בנשים שלקו באלצהיימר היו במוח פחות תאים שמקורם בילדיהן מאשר בנשים שלא לקו במחלה.
ג'ונסון וצוותה משערים גם כי תאים עובריים באם מלמדים את מערכת החיסון שלה לא להגיב נגד העובר בעת ההיריון, וכך גם להיפך - בעובר יש תאים של האם, שמלמדים את מערכת החיסון המתפתחת שלו לראות באם "עצמי" ולא להתקיף אותה. על פי העיקרון הזה, תרומות איברים או תאים בין אמהות לילדים ולהיפך, עשויות להיות בטוחות יותר גם אם אין ביניהם התאמה מלאה באופן רשמי. ואולם מחקרים אחרים מעידים כי תאי העובר דווקא מזיקים לאם, ויוצרים עם השנים יותר מחלות של המערכת החיסונית.
הרעיון של העובר שמשאיר בתוך אמו "מתנה נצחית", גם אם אינו מגיע לשלב הלידה, מעורר תחושות סנטימנטליות בקרב אנשים מסוימים - "הילד שלי תמיד איתי, לא משנה היכן הוא באמת". בעבור אנשים אחרים, מדובר במחשבה קריפית. הגוף שעבר הריון כבר אינו גוף עצמאי; לנצח תישאר בו "שארית" של גוף אחר. וגם להיפך - יש מי שישמח שיש לו בגוף מתנה נצחית מאמא שלו. אחרים יזדעזעו מכך. ייתכן ואנחנו מקבלים "מתנות" כאלה גם מהאחים שהיו ברחם לפנינו, וכן משולבים בנו תאים של הורי-הורינו. לא מן הנמנע, אומרים החוקרים, כי תאים עוברים בין האם לתינוק גם בהנקה.
כך או כך, הרעיון כי תאים של אדם אחד יכולים כל כך בקלות להפוך לתאים של אדם אחר, נוגד את האמונה הרווחת שכל אדם הוא יצור בפני עצמו שכל תאיו נושאים את המטען הגנטי שלו בלבד, המכתיב את חייו.