הגוף האנושי צריך חלקי חילוף, וזה לגמרי "באשמתנו". ההתקדמות המרשימה במדעי הרפואה בעת המודרנית הביאה לידי כך שרבים מתחלואי המין האנושי במאות השנים האחרונות חדלו לאיים באופן משמעותי על בני אדם בעולם המתועש. כתוצאה מכך אנשים חיים יותר ומפתחים מגוון מצער של מחלות חדשות שלא הכרנו בעבר רק משום שתוחלת החיים של בני האדם לא הייתה ארוכה מספיק.
המחלות האלו פוגעות לא פעם באיברים חיוניים בגוף האדם. הבעיה היא שבניגוד למכוניות או לכל כלי אחר שיש לו חלקי חילוף, הגוף האנושי מתחיל את חייו ומסיים אותם עם אותה קבוצה של איברים שהיו לו כשנולד. אי אפשר ללכת למוסך ולקבל איבר חדש.
התחליפים הקיימים כיום הם חלקיים בלבד. הלכה לך הכליה? יחברו אותך לדיאליזה. נקטעה לך הרגל? יחברו אותך לפרוטזה. מחסן הכלים הרפואי לא גילה עדיין את הדרך להציע חלופות אמיתיות לאיברים אנושיים. חוקרים משקיעים מאמצים לא מבוטלים בכיוון הזה, ואפילו ישנם הצלחות מסוימות בייצור איברים מחוץ לגוף האדם, כגון ייצור שלפוחית שתן, אך עדיין רחוק היום שבו ייצור איברים מחוץ לגוף יהפוך לטכנולוגיה יומיומית שגורה.
ובכל זאת, כמו בבעיות רבות אחרות בביולוגיה, גם לצורך פתרונה של הבעיה הזו אפשר לבוא מכיוונים מחקריים רבים. אחד הכיוונים החדשניים לפתרון הסוגיה הזאת הוא לא לנסות לגדל איברים מחוץ לגוף האדם (מלאכותיים או טבעיים), אלא לנסות לנצל את מה שמכונה בעולם הביולוגיה "תהליכי רגנרציה" (יצירה מחדש). אחרי הכול, בעלי חיים לא מעטים כבר עושים את זה, אז למה לא אנחנו?
מהי רגנרציה?
רגנרציה היא תכונה של אורגניזם שמאפשרת לו לגדל מחדש רקמה או איבר שנקטע או נפגם, כך שהאיבר או הרקמה החדשה שנוצרים הם העתק כמעט מושלם של המקור. חיות רבות יודעות לעשות את זה. למשל גם אם נחתוך פלנריה – סוג של תולעת שטוחה נפוצה – ל-279 חלקים, עדיין תתפתח מכל אחד מהם תולעת שלמה ומושלמת.
דבר דומה קורה אצל סלמנדרות. אם טורף נושך את גפיה או את זנבה של הסלמנדרה, היא תגדל עד מהרה את האיברים שאבדו לה. למעשה, היא יודעת להצמיח מחדש לא רק גפיים אלא גם איברים פנימיים – אפילו לב. עם זאת, היא בעלת החוליות היחידה שיודעת לעשות רגנרציה.
סלמנדרה כתומה: יכולת רגנרציה מרשימה | צילום: Marek Szczepanek; לקוח מוויקיפדיה
אפילו אצל בני אדם קיימת יכולת התחדשות באיברים מסוימים, כגון עור, כבד, דם ועצמות, אך היכולות הללו מחווירות מול הצמיחה המלאה של איברים שלמים שמתרחשת אצל חסרי חוליות רבים. אז למה זה לא קורה אצלנו? התשובה לא לגמרי ברורה, אבל זה לא אומר שאי אפשר לנסות לגרום לזה לקרות, עם קצת עזרה מהמדע.
כדי שנוכל לחדש איברים נצטרך תחילה להבין את התהליכים הגורמים לכך. אחרי שנים ארוכות של מחקר זיהינו עד כה שלושה מנגנונים שונים לרגנרציה. ראשית, תאים מתפקדים ששרדו מהאיבר שאבד מתחילים להתחלק בקצב גבוה ולחדש את האיבר. שנית, תאים מסוימים יכולים לעבור תהליך של התמיינות מחדש (Dedifferentiation) שבו הם יהפכו בהתחלה לתאים שיכולים להתחלק ומאוחר יותר יתמיינו לתאים שמתמחים בייצור מחדש של הרקמה החסרה. ולבסוף, מאגרים של תאי גזע יכולים להיכנס לפעולה ולבצע את השיפוצים הנדרשים בגוף.
כשתאים בגופם של סלמנדרות, פלנריות וחיות אחרות מבצעים רגנרציה מושלמת של איברים כמו גפיים, כנפיים, לב וזנב, הם מוציאים לפועל את התוכניות הגנטיות המקוריות שהגוף השתמש בהן כדי לייצר את מבנה הגוף בזמן ההתפתחות העוברית. בכך טמונה תקווה גם לבני האדם, משום שגם אנחנו מתפתחים כעוברים באמצעות תוכניות גנטיות דומות.
רגנרציה אצל בני אדם?
עוברים אנושיים אמנם אינם מסוגלים לייצר מחדש איבר שנקטע, אך הם מוגלים לתקן בצורה מושלמת נזק שנגרם לעור, ללא צלקות, אך היכולות הללו אובדות עוד לפני הלידה. יש חוקרים שסבורים כי הסיבה לכך היא שתחזוקת אוכלוסיות תאים בעלות יכולות חלוקה גבוהות מגבירה את ההסתברות לחלות בסרטן.
כשבני אדם מחלימים מפציעה הם בדרך כלל עושים את זה על ידי יצירת רקמה צלקתית. ייתכן שהמפתח להבנת הרגנרציה טמון בהבנת ההבדלים בין תהליכי הגלדת הפצעים אצל בני אדם (הצטלקות – Fibrosis) לבין התהליכים המתרחשים ברגנרציה אחרי פציעה.
ממצאים ראשוניים מרמזים שייתכן שבתהליך הזה מעורב מספר מועט למדי של גנים שאחראים על כולו. כשמנעו אצל עכברים מסוימים יצירת רקמה צלקתית, פעילות הרגנרציה בגופם התגברה בצורה משמעותית, כך שייתכן שהאתגר העיקרי הוא ללמוד לשלוט על תאים פיברובלסטיים שמתחילים את התגובה הצלקתית אצל בני אדם ואת פעילות הרגנרציה אצל הסלמנדרות.
כוכב ים מחדש זרועות שנקטעו | תמונה: Brocken Inaglory; לקוחה מוויקיפדיה
מחקרים חדשים מעידים שייתכן שהתאים הפיברובלסטיים גם אוצרים בתוכם מידע גיאומטרי על מבנה האיבר ונעזרים בו ליצירתו מחדש. עם זאת חשוב לזכור שגם אם נצליח לשלוט באמצעות מניפולציות בהתנהגות של תאים פיברובלסטיים ולדכא את תהליכי ההצטלקות הטבעיים, אין ודאות שנצליח להפעיל מחדש את ההוראות הגנטיות העובריות לייצור איברי הגוף.
בנוסף, גם אם נצליח להפעיל את התוכניות הגנטיות העובריות הללו, נצטרך להתמודד עם כך שאולי הם לא יפעלו כשורה אצל אדם בוגר. ייתכן למשל שהתאים המתחלקים ייצרו גידולים סרטניים, שהאיברים החדשים לא יהיו בגודל הנכון או במקום הנכון, כך שמצפה לנו עוד הרבה עבודה לפני שנוכל לחדש איברים.
ובכל זאת, חוקרים מובילים בתחום אומרים שהם כבר לא עומדים פעורי פה לנוכח הרגנרציה בגופה של הסלמנדרה, מאחר שהם מבינים הרבה יותר טוב איך התהליך פועל. עובד. הם גם חוזים שתוך 20-10 שנים בני אדם כבר יידעו לבצע רגנרציה של איברים שלמים. דמיינו לעצמכם שבעתיד אנשים קטועי איברים או שאיבריהם כשלו יוכלו להיכנס לבית החולים לטיפול וייצאו ממנו עם איברים חדשים לגמרי שהצמיחו בעצמם.
תובל בן יחזקאל
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה
