מדעני המכון גילו כי ניתוח מאפייניה של רקמת החיבור, על תהליכי הגזירה והאיחוי הלא-מבוקרים המתרחשים בה, יכול לסייע באבחון מחלות - וכי הגנה על הרקמה יכולה לסייע להאט ואף לעצור את קצב התפתחותן של מחלות
מרקם החיבור, אשר משמש כ"מארז" לכל תאי הגוף ותומך בהם, מורכב ממצבור של מולקולות וסיבי חלבונים (קולגן, גלטין ולמינין). במבט ראשון הוא אולי נראה כמעין "פיגום", אבל למעשה הוא ממלא תפקיד מרכזי בהתפתחותן ובהתבטאותן של מחלות – החל מזיהומים ודלקות וכלה בשפעת ובסרטן. "ההכרה בתפקידים המגוונים והמרכזיים של המרקם הזה התבססה רק באחרונה", אומרת פרופ' אירית שגיא מהמחלקה לבקרה ביולוגית במכון ויצמן למדע. "כעת אנחנו מבינים שרקמת החיבור היא מעין 'מחסן' אשר אוגר בתוכו אותות מבוקרים שמשפיעים על תיפקודם של כל תאי הגוף".
ביחסי הגומלין שבין התאים לרקמת החיבור מתווכות, בין השאר, שתי קבוצות של אנזימים. הקבוצה האחת (פרוטאזות) "גוזרת" את חלבוני הרקמה וסיבֶיהָ, כך שתאים יכולים לעבור דרכה; ואילו הקבוצה האחרת (ליזיל אוקסידזות) "משדכת" ואורזת את חלבוני המרקם ומייצבת אותם. תהליך זה – גזירת הרקמה ואיחויה – מתרחש, למשל, בעת ריפוי העור וכל רקמה אחרת לאחר פציעה.
כאשר התיפקודים בגוף תקינים, האנזימים החותכים מוּצָאים מן המערכת בסיום פעולתם. אך במצב של מחלה, לפעמים האנזימים יוצאים מכלל שליטה, ואז החיתוך נעשה בצורה לא-מבוקרת. "התוצאה היא גזירה של סיבי הרקמה, נוסף על שיחרור לא מבוקר של אותות מולקולריים מרקמת החיבור", אומרת פרופ' שגיא, "וכל זה גורר נדידה לא-מבוקרת של תאים, ביניהם תאים פתולוגיים, כלומר תאי סרטן מסוימים, אשר מצוידים בעצמם באותם 'מספריים' שמאפשרים להם לפלס את דרכם לצורך יצירת גרורות".
המחקר, שפירסמו באחרונה פרופ' שגיא וחברי קבוצתה בכתב-העת המדעי PNAS, בוצע ברקמה עשירה בסיבי קולגן. במהלכו הם הראו, כי האנזימים החותכים מותירים את אותותיהם במרקם שחתכו, תוך שהם משנים את צורת סיבי החלבון ואת ההרכב הביוכימי של איזור החיתוך (באמצעות שחרורם של מולקולות וחלבונים ממרקם החיבור). "התבוננות ברקמה 'הרוסה' מלמדת אותנו כיום על קיומה של מחלה, עוד לפני הופעתם של תסמינים רגילים", אומרת פרופ' שגיא. מחקר זה בוצע בשיתוף פעולה עם קבוצות המחקר שלפרופ' עידו עמית מהמחלקה לאימונולוגיה במכון, ושל פרופ' הידאקי נגאסה מאוניברסיטת אוקספורד.
סיבי קולגן בתהליך של פירוק אנזימטי. לפעמים האנזימים יוצאים מכלל שליטה, ואז החיתוך נעשה בצורה לא-מבוקרת
במחקר נוסף, שפורסם באחרונה בכתב-העת המדעי The Journal of Experimental Medicine, הראו המדענים כי בתהליכים פתולוגיים, תאי המערכת החיסונית (מקרופאג'ים) משתתפים בבניית מרקם החיבור. כך גילו המדענים, שבבניית שלד הקולגן של מרקם החיבור מתווכת המערכת החיסונית. בניסויים בעכברים עם סרטן המעי הגס התברר, שהמולקולות המרכיבות את שלד הקולגן במרקם הבין-תאי של הגידול, מופרשות באופן מוגבר בנוכחות מקרופאג'ים. גם "האנזימים המאחים" פועלים במצב זה באופן מוגבר. מכיוון שכך, מרקם החיבור מתעבה יתר על המידה, ומתאפשרת בנייה של סביבה התומכת בתאי הגידול. "כאשר הפרענו לאוכלוסייה מסוימת של תאים חיסוניים להגיע לגידול, חלה האטה משמעותית בקצב ההתפשטות שלו", אומרת פרופ' שגיא. מחקר זה בוצע יחד עם קבוצות המחקר של פרופ' חן ורול וד"ר תמר גיגר מאוניברסיטת תל-אביב.
במחקר המשך, שפורסם בכתב-העת המדעי Cancer Research, הצליחו המדענים לנטרל את פעילותם של "האנזימים המאחים" במרקם החיבור, באמצעות כלים ביו-פיסיקליים מתקדמים. בדרך זו הצליחו המדענים לפתח נוגדן, אשר מסוגל לבקר איחוי בלתי-נשלט של קולגן ברקמה, דבר שעלול לגרום גדילה מוגברת של תאי הגידול ולחסום את דרכם של חומרים תרופתיים אל איזור הגידול. בניסויים אלה, שבוצעו בעכברים בשיתוף עם קבוצת המחקר של פרופ' יוסי ירדן מהמחלקה לבקרה ביולוגית במכון, הצליחו המדענים למנוע את התעבות רקמת החיבור ולשמרה במצבה הנורמלי, דבר שאיפשר האטה משמעותית של התפתחות הגידול.
עקרון ההגנה על רקמת החיבור וייצובה כאמצעי טיפולי הומחש באחרונה במחקר שפורסם בכתב העת המדעי Cell Host & Microbee. מחקר זה, אשר בוצע יחד עם קבוצת המחקר של פרופ' עמית, הראה שבאמצעות עיכוב של אנזים גוזר אחד אפשר להגן על רקמת החיבור של הריאה מפני הרס לא-מבוקר, ובכך לשפר את תיפקודי הגוף בזמן מחלה, דבר אשר מגביר במידה רבה את סיכויי ההישרדות וההחלמה ממחלות זיהומיות.
עיקרון ההגנה ויצובה של רקמת החיבור כאמצעי טיפולי הודגם באחרונה במחקר שפורסם בכתב העת המדעי Cell Host & Microbe. מחקר זה אשר בוצע עם קבוצת המחקר של פרופ' עמית, הראה שבאמצעות עיכוב של אנזים גוזר אחד אפשר להגן על רקמת החיבור של הריאה מהרס לא מבוקר ובכך לשפר את תפקודי הגוף בזמן מחלה, מה שמגדיל במידה רבה את סיכויי ההישרדות וההחלמה ממחלות זיהומיות.
במקרה זה, בוצעו ניסויים בעכברים שחלו בשפעת ודלקת ראות – מצב של מחלה המערב הדבקה בווירוס ובחיידק שגורר גם הוא הרס של רקמת החיבור של הריאה, בעיקר בשל אנזים חותך MT1-MMP שיצא משליטה. בהיעדר הגנה על רקמת החיבור בזמן מחלת השפעת הוויראלית, קל יותר לחיידקי דלקת הריאות לפלוש לגוף ולהתיישב ברקמה ההרוסה, להתרבות בה ולחולל מחלה חיידקית כמו דלקת ריאות. לכן כאשר מטפלים בנגיף או בחיידק, ובמקביל משמרים את רקמת החיבור – ההגנה על מערכות הגוף היא מקסימאלית ומאפשרת ריפוי. "סדרת מחקרים אלה מראים", מסכמת פרופ' שגיא, "שהבנת תפקידו של המרקם הבין-תאי, ופיתוח דרכים להגנה עליו, עשויים לאפשר, בעתיד, איבחון, האטה – ואולי אף בלימה – של מחלות מסוגים שונים".
מאמר זה פורסם לראשונה באתר מסע הקסם המדעי
