21 ספט' 2020

חוקרים​​ מאוניברסיטת בן-גוריון הוכיחו לראשונה, יחד עם עמיתיהם ממרכז לחקר הסרטן ממוריאל סלואן קטרינג בניו יורק, כיצד מתפשט 'גל מוות' בין תאים. הגילויים מהווים בסיס להבנת תהליכי מוות מתוכנן של תאים ולפיתוח טיפולים חדשים לסרטן 

 

מחקר חדשני שנערך במחלקה להנדסת מערכות תוכנה ומידע מאפשר הצצה אל אחד מהתהליכים המרתקים ביותר בביולוגיה תאית – כיצד תא מתאבד ומוביל בתגובת שרשרת להתאבדות יתר התאים סביבו? צפו בתיעוד גל המוות מתפשט בין התאים, כפי שנקלט במצלמת החוקרים. 

מוות תאי מתוכנן הוא מצב שבו תא משמיד את עצמו בצורה מבוקרת כחלק מתפקודו התקין של הגוף. באמצעות פיתוח שיטה חישובית למדידת מוות תאי, אפיינו החוקרים מנגנון תקשורת בין-תאי חדש ומסקרן המוביל להתפשטות מוות בין תאים באופן שמאפשר חיסול של אוכלוסיות שלמות. הממצאים, שפורסמו בכתב העת המדעי Nature Cell Biology, עשויים לסלול את הדרך לפיתוח טיפולים עתידיים לסרטן. 

החוקרים עקבו במיקרוסקופ אחרי התהליך באמצעות החדרת חומר פלורסנטי לגרעין התא, שאפשר את מדידת ההתפשטות במרחב ברגע שהגרעין התבקע כחלק מתהליך המוות של התא. התיעוד הכמותי של תהליך המוות בזמן ובמרחב אפשר להצביע על מנגנון תקשורת בין התאים. החוקרים זיהו התנהגות קבוצתית כאשר תהליך המוות התחיל אצל תא שרגיש לטיפול, וממשיך ב"שכנוע" התא שלצידו גם כן להתאבד. כך נוצרת תגובת שרשרת של מוות תאים שיכולה להתפשט בצורה של גל. 

ד"ר אסף זריצקי

מאחורי המחקר עומדים חוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב ועמיתיהם ממרכז הסרטן ממוריאל סלואן קטרינג בניו יורק. תחום מחקרו של ד"ר אסף זריצקי (בתמונה), חבר סגל במחלקה להנדסת מערכות תוכנה ומידע, עוסק בהבנת תהליכים מורכבים בתאים באמצעות שיטות חישוב מגוונות. הוא חבר לפרופ' מייקל אוברהולצר מניו יורק על מנת לחקור את התפשטות המוות התאי בקבוצה. את המחקר הובילה תלמידת המחקר (כיום ד"ר) מישל ריגמן מניו יורק, עם תרומה של הסטודנטים חן גלעד, תום לוין ולירן שגיא מאוניברסיטת בן-גוריון. 

פרופטוזיס, סוג של מנגנון מוות תאי מתוכנן, שמבוסס על רגישות לברזל, התגלה רק לפני כעשרים שנה. במחקר מקדים משנת 2016 הראו החוקרים מניו יורק שניתן להפעיל את מנגנון המוות כך שיכווץ גידולים סרטניים בעכבר, והציעו, שכיווץ הגידול קורה באמצעות התפשטות המוות בין תאים. כעת, בשיתוף עם החוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון, הוכיחו באופן שיטתי ש"גל המוות" אכן מאפיין פרופטוזיס תחת תנאים מסוימים. הגילוי התאפשר הודות לפיתוח כלים חישוביים של עיבוד תמונה והגדרת מדדים כמותיים תחת תנאים ניסויים שונים.  

"התפשטות של מוות בין תאים עשוי להוות בסיס לטיפול בסרטן, אם נדע להפעיל את סיגנל המוות באמצע הגידול ולדאוג שיתפשט רק לתאים הסרטניים, אך לא לרקמה בריאה", מציע ד"ר זריצקי. "כאשר מטפלים בסרטן באמצעות קרינה, ניתן יהיה לראות את ההשפעה של הטיפול גם בתאים שכנים שלא נחשפו לקרינה. זהו תהליך חיוני למלחמה בסרטן", מדגיש פרופ' אוברהולצר.