כיצד תאים יודעים מתי למות? נחשף מתג מולקולרי שיכריע את גורל התא ועשוי לסייע בטיפולי סרטן ומחלות ניווניות
כיצד התאים בגופנו יודעים מתי תפקידם הסתיים? מדענים חשפו "מתג מולקולרי" חדש שמכריע את גורל התא בין חיים למוות. הגילוי עשוי לסלול את הדרך לטיפולים חדשניים בסרטן ובמחלות ניווניות, שכן אלו ניזונות מתאים לא מתפקדים. הגילוי והשלכותיו פורסמו בכתב העת Redox Biology.
לתאים בגופנו יש מערכות הגנה מתוחכמות המסייעות להם להתמודד עם מצבי לחץ ונזק. אך אחת השאלות הבסיסיות והחשובות ביותר בביולוגיה היא כיצד תא מחליט מתי ניתן עדיין לתקן את הנזק ולהמשיך לחיות, ומתי הנזק כבר בלתי הפיך ויש להפעיל את תוכנית המוות התאי ?להחלטה הזו יש חשיבות עצומה לבריאות האדם. כאשר תאים שורדים למרות שהיו אמורים למות, עלולות להתפתח מחלות כמו סרטן. מנגד, כאשר תאים מתים מוקדם מדי, הדבר עלול לתרום להתפתחות מחלות לב, מחלות ניווניות של מערכת העצבים ופגיעות רקמה שונות.
קבוצת מחקר בהובלת ד"ר עאיד אגבאריה מהמחלקה למדעי החיים באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, הצליחה לחשוף מנגנון מולקולרי חדש המסייע לתאים לקבל את ההחלטה הגורלית הזו. המחקר התמקד ברשתית 'האנדופלזמטית'. זהו חלק מרכזי בתא שאחראי על ייצור ובקרת איכות של חלבונים. עד כה ידעו החוקרים שהרשתית מתמודדת עם מצבי לחץ של התא, אולם המנגנון שבאמצעותו התא "מודד" את עוצמת הלחץ ומחליט מתי לחצות את נקודת האל-חזור, נותר בגדר תעלומה.
המחקר החדש חשף לראשונה כי החלבונים DNAJB12 ו DNAJB14- פועלים יחד כמעין "מתג מולקולרי" הקובע את גורל התא בתנאי עקה (סטרס). כאשר התא נתון ללחץ מתון (למשל במהלך תהליכים פיזיולוגיים תקינים הדורשים פעילות מוגברת של הרשת האנדופלזמטית, כגון הפרשת הורמונים או ייצור והפרשת נוגדנים) שני החלבונים גורמים לחלבוני הרשת לשנות את מיקומם בתוך התא. שינוי זה מוביל לשינוי בפעילותם של חלבונים הרשת ומפעיל מנגנוני הסתגלות והישרדות המונעים מוות תאי.
לעומת זאת, כאשר העקה התאית הופכת לחמורה וממושכת, חלבונים אלו עוברים פירוק ונעלמים בהדרגה. היעלמותם מאפשרת ייצוב והפעלה של חלבונים אחרים שמעודדים מוות תאי ומפעילים סדרת אירועים מולקולריים המובילה בסופו של דבר למוות תאי מתוכנן.
בנוסף, המחקר הראה כי הסביבה הכימית בתוך התא, ובפרט מאזן החמצון-חיזור (Redox) ורמות נוגדי החמצון, משפיעים באופן ישיר על פעילותו של המתג המולקולרי. ממצאים אלה מצביעים על כך ששינויים במצב החמצוני של התא יכולים להטות את הכף בין הפעלת מסלולי הישרדות לבין הפעלת מסלולי מוות תאי. המשמעות היא שהרשתית האנדופלזמטית אינה רק "מפעל לייצור חלבונים", אלא חדר בקרה ראשי הקובע את גורל התא, בדומה לתפקיד המוכר של המיטוכונדריה.
לגילוי זה יש השלכות רפואיות עצומות. במחלות כמו סרטן, תאים סרטניים מצליחים פעם אחר פעם להתחמק ממוות למרות לחץ קיצוני. מנגד, במחלות לב או במחלות ניווניות של מערכת העצבים (כמו אלצהיימר ופרקינסון), תאים בריאים נוטים למות בטרם עת אפילו עם לחץ מתון ברשתית האנדופלסמטית.
הבנת המנגנון החדש פותחת פתח לפיתוח אסטרטגיות טיפוליות עתידיות: מצד אחד, הגנה על תאים בריאים מפני מוות מוקדם בפציעות או מחלות; ומצד שני, מתן כלים להפוך תאים סרטניים לפגיעים יותר, כך שיגיעו לנקודת האל-חזור שלהם מוקדם ככל האפשר.
"המחקר מספק דרך חדשה לחשוב על האופן שבו תאים מגיבים ללחץ, לא רק דרך הפעלה או כיבוי של גנים, אלא באמצעות ארגון מחדש של החלבונים במרחב התאי", הסביר דר' אגבאריה. "זוהי פריצת דרך שנותנת לנו כלים חדשים להבנת מחלות קשות".
קבוצת המחקר כללה את: לילה אבו מדיגם, נועה גבריאלי, ראיפו אדיפיסי וד"ר עאיד אגבאריה.
מחקר זה (מס' מענק 977/21) נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע (ISF), הקרן הלאומית לחקר הסרטן (ICRF), בית הספר ללימודי תואר שני מתקדמים ע"ש קרייטמן ומלגת אריאן דה רוטשילד.
