מחסור בחמצן נגד סרטן

הבשורה הגדולה בתחום המלחמה בסרטן בשנים האחרונות היא האימונותרפיה – טיפול בגידול באמצעות הפעלת מערכת החיסון. התאים העיקריים של מערכת החיסון שעליהם מתבססים הטיפולים הם תאי T, שיודעים לזהות תאים סרטניים ולחסל אותם כמעט בלי לפגוע בתאי הרקמה הבריאה. בטיפולים מוזרקים לחולים תאי T שנלקחו מהגידולים של עצמם, כדי לנסות לפעול נגדם. התאים מופקים מהגידול, מרבים אותם בתנאי מעבדה, ומכיוון שהם כבר מכירים את הסרטן של החולה קל להם יותר להתביית עליו שוב.

אולם הדרך של תאי T אל הגידול קשה. תאי הסרטן מפעילים שורה של מנגנונים מולקולריים כדי לדכא את התגובה החיסונית נגדם, וגם יוצרים מחסום פיזי שגורם לתאי ה-T להתרכז רק בשולי הגידול. אם לא יגיעו אל ליבת הגידול הם לא יוכלו להקטין אותו באופן משמעותי.

בנוסף, סביבת הגידול עשויה להקשות על תאי T לשרוד בה. אחד האמצעים שבהם הגידול משתמש הוא יצירה של סביבה דלה בחמצן, מצב שקרוי היפוקסיה. הסביבה הזו נוצרת משום שהגידול עשוי מתאים צפופים מאוד שמתרבים מהר וצורכים חומרי מזון רבים מהסביבה. בתנאים האלה, תאים בריאים מתקשים לשרוד, וכך גם תאי T.

מחקר שהתפרסם בכתב העת Cell Reports מציע פתרון לבעיה הזאת. החוקרים ממכון ויצמן למדע בהובלת פרופ' גיא שחר ותלמידת המחקר (וכתבת באתר זה) יעל גרופר, מראים שאפשר "לאמן" תאי T לחיות בסביבה דלה בחמצן וכך לשפר את יכולתם לפעול נגד גידולים.

מקטינים גידולים

ראשית, החוקרים לקחו תאי T מהטחול של עכברים וגידלו אותם במשך חמישה ימים בתנאי מעבדה סטנדרטיים של 20 אחוז חמצן, או בתנאי היפוקסיה – אחוז אחד של חמצן. תאי ה-T שגודלו כמעט ללא חמצן נבדלו רק במקצת מאלה שגדלו בתנאים סטנדרטיים; יכולת ההתחלקות שלהם פחתה מעט, אך הם שרדו היטב בתרבית.

לאחר מכן בדקו החוקרים את יכולתם של תאי T להרוג תאי סרטן. ראשית הם בחנו את הרמות של שני חלבונים חשובים לתפקודם: החלבון פרפורין, שיוצר חורים בתאי מטרה, וגרנזיים B, שחודר דרך החורים אל תא המטרה וקוטל אותו. גרנזיים B ארוז בתאי T במעין שלפוחיות, והחוקרים ראו שכאשר תאים גדלו ללא די חמצן, השלפוחיות הכילו יותר גרנזיים B. כמו כן התאים הללו הראו יכולת הרג משופרת כשגודלו עם תאי סרטן בתנאי מעבדה. רמות הפרפורין, לעומת זאת, נותרו ללא שינוי.

בשלב הבא הזריקו תאי T שגודלו בתנאים דלי חמצן לעכברים חולי סרטן. באמצעות מיקרוסקופים מתקדמים, שמאפשרים לראות שינויים בזמן אמת, סימנו החוקרים את התאים המוזרקים ועקבו אחר התנהגותם בתוך הגידולים בזמן אמת. התברר כי מהירות התנועה של תאי T ההיפוקסיים ופיזורם בתוך הגידולים היו זהים לאלה של תאי T שגודלו בתנאים סטנדרטיים; כלומר ה"אימון" בתנאים דלי-חמצן לא השפיע על התנהגות התאים בתוך הגידול, אך הגדיל את יכולת ההרג שלהם.

לבסוף בדקו את יכולתם של תאי ה-T ה"מאומנים" להקטין גידולים אצל עכברים. לשם כך בחנו תאי סרטן עכבריים המכילים חלבון שתאי T מסוגלים לזהות בקלות. התאים שגדלו בתנאים היפוקסיים והוזרקו לעכברים גרמו להקטנה משמעותית של הגידולים. שבועיים לאחר מועד ההזרקה, הגידולים אצל העכברים שהזריקו להם תאי T "מאומנים" היו קטנים פי ארבעה מאשר אצל העכברים שקיבלו תאי T שגודלו בתנאים סטנדרטיים, ופי חמישה מגידולים אצל עכברים שלא קיבלו שום תגבורת חיסונית.

טיפול משופר

"התגלית הזאת מקדמת אותנו בהבנת התהליכים שיכולים לחזק את מערכת החיסון במלחמה בסרטן", מסבירה גרופר. "השימוש בתאי T שהוצאו מגידול סרטני והורבו מחוץ לגוף הוכיח את עצמו כבר בטיפול בסוגי סרטן מסוימים. המחקר שלנו מציע לשפר את הטיפול הקיים ולייצר תאי T שיודעים לחסל תאי סרטן בצורה טובה יותר".

החוקרים מציעים כי לממצאים עשויה להיות משמעות קלינית: נראה כי אם מגדלים בסביבה דלה בחמצן את תאי ה-T המיועדים להזרקה לחולים, יכולתם להרוג תאי סרטן עשויה להשתפר, ואיתה יעילות הטיפול. עם זאת, גרופר מציינת כי "חשוב עדיין לבדוק אם תאי T של אדם יגיבו בצורה דומה לטיפול, כך שדרוש עוד מחקר בנושא".