ה"זיכיון" הבלעדי להפקת אינסולין בגוף האדם שמור לתאי בטא בלבלב – כך לפחות נהוג לחשוב. במחקר המתפרסם היום בכתב-העת המדעי Nature Medicine, גילו מדענים ממכון ויצמן למדע ומאוניברסיטת ייל בארצות-הברית תאים המייצרים את ההורמון החיוני לוויסות רמות הסוכר בדם במקום בלתי צפוי: מעי העובר. התגלית פותחת כיוונים חדשים לפיתוח טיפולים במחלת הסוכרת הפוגעת במאות מיליוני חולים בעולם.
בעובר המתפתח ישנם תאים רבים שלא החליטו עדיין מה יעשו כשיהיו גדולים. הדבר נכון במיוחד לתאים במעיים: איבר עיכול זה מתפתח אמנם כבר בשליש השני של ההיריון, אך כל עוד העובר מוזן באמצעות חבל הטבור, המעי העוברי מושבת מתפקידיו המסורתיים, ותאיו יכולים להעסיק עצמם במטלות יוצאות דופן (בעודם ממתינים למזון שעוד יגיע).
כדי לאתר פעילויות לא שגרתיות אלה במעי העובר, חבר פרופ' שלו איצקוביץ מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא במכון לפרופ' ליזה קוניקובה מבית-הספר לרפואה של ייל. צוות מחקר משותף לשתי הקבוצות בהובלת עדי אגוזי, תלמידת דוקטורט בקבוצתו של פרופ' איצקוביץ, מיפה תחילה את פרופיל ביטוי הגנים בתאי המעי של עוברים באמצעות טכנולוגיה מתקדמת לריצוף החומר הגנטי ברמת התא הבודד באלפי תאים בו-זמנית. את מפת ביטוי הגנים שהתקבלה מ-36 אלף תאי מעי בעובר השוו החוקרים למפה מקבילה בתינוקות שכבר נולדו.
• זאת ההזדמנות שלך! נסדר לך קריירה ונלווה אותך להצלחה - לפרטים נוספים לחצו כאן
המחקר ההשוואתי העלה תגלית מפתיעה: תאים מחוץ ללבלב ביטאו בחלק מהעוברים את הגן לייצור אינסולין. מדובר היה בתאים מסוג K/L – תאים מפרישי הורמונים במעי הדק. תאים אלה במעי הדק העוברי, שכונו מעתה FIKL, ביטאו לא רק את הגן המייצר אינסולין אלא תוכנית מולקולרית שלמה המיועדת לתמוך בפעילותו של הורמון זה, ובכלל זאת גנים המתפקדים כחיישני סוכר או כאלה האחראים על הפרשת ההורמון מהתא. בנוסף, בדומה לתאי בטא, תאי FIKL ייצרו אינסולין בכמויות גדולות במיוחד והתגלה כי ארגון המולקולות בשני סוגי התאים דומה: מולקולות האר-אן-אי שליח, המחזיקות במתכון לייצור האינסולין, היו קרובות יותר לפנים התא – בעוד ההורמון עצמו הצטבר בחלקו החיצוני של התא כשהוא מוכן ומזומן להפרשה.
"הדמיון בין תאי בטא לבין תאי FIKL אינו מפתיע לגמרי, שכן הלבלב והמעי הדק נוצרים מאותה רקמה עוברית בסביבות השבוע החמישי להריון", אומר פרופ' איצקוביץ. עם זאת, לא ברור עדיין מה תפקידם של תאים המייצרים אינסולין במעי העובר. ייתכן כי התוכנית הגנטית להפקת ההורמון הופעלה בתאי העוברים בתגובה לסוכרת הריון של האם או שייצור האינסולין נועד למטרות "מקומיות": תמיכה בהתפתחות המהירה של המעיים. יצוין בהקשר זה כי התאים שנבדקו במחקר נלקחו מבנק רקמות של עוברים – ולחוקרים אין מידע על מצבן הבריאותי של האימהות ועל רמות הסוכר שלהן במהלך ההיריון.
"לא ברור כיצד ייצור האינסולין במעי נפסק לאחר הלידה, אך ייתכן שאפשר להעיר את התוכנית הרדומה הזאת בחולי סוכרת", אומר פרופ' איצקוביץ. "אם זה יתאפשר, תאים מרירית המעיים עשויים להוות מקור נפלא לייצור אינסולין, שכן הם מתחדשים כל הזמן".
במחלת הסוכרת תאי בטא בלבלב נהרסים על-ידי המערכת החיסונית ("סוכרת נעורים" או סוכרת מסוג 1) או לחילופין קורסים תחת עומס הסוכר בגוף (סוכרת מסוג 2). חוקרים המנסים לרפא סוכרת באמצעות השתלות של תאים השתמשו עד כה בעיקר בתאי גזע או בתאים מהונדסים שגרמו להם לייצר אינסולין. "היתרון של התאים שגילינו בעוברים הוא בכך שהם מכילים באופן טבעי את תוכנית הפעולה להפקת אינסולין", אומרת פרופ' קוניקובה. "אם נצליח לזהות את האותות המולקולריים אשר מדליקים או מכבים את התוכנית הזאת, אולי נצליח יום אחד להפעיל אותה בעת הצורך".
במחקר השתתפו דנה ליביצ'וצ'ה-לוחה ובלייק מקורט מבית הספר לרפואה של ייל; ד"ר קרן בהר הלפרן וד"ר לידיה פאראק מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא של המכון; ושיאוג'ינג אן, פוג'ינג וונג וד"ר קונג צ'ן מאוניברסיטת פיטסבורג.
