חוקרים מאוניברסיטת הרווארד פיתחו שתל ג'ל חדשני, שמשפר את הייצור של תאי דם לבנים אחרי השתלת מח עצם
אחת מהסכנות הגדולות בהשתלת מח עצם, למשל אצל חולי סרטן הדם, היא הזמן הרב שנדרש למערכת החיסון להתאושש מהתהליך. במהלך התקופה הזאת גופו של החולה חשוף למחלות ולזיהומים, ובנוסף השתל עצמו עלול להגיב לא נכון לתאי הגוף הבריאים ולתקוף אותם. הליך ניסיוני, שנבדק עד כה רק על עכברים, עשוי להאיץ את התהליך על ידי השתלה של מעין "בית חרושת" לייצור תאי דם לבנים.
מח העצם הוא רקמה שומנית רכה שנמצאת בחלק הספוגי של העצמות בגופנו. תאי גזע השוכנים בתוכו מתפתחים לתאי הדם הלבנים של מערכת החיסון. עם התאים הלבנים נמנים גם תאי T, שאחראים בין השאר על קטילת תאים סרטניים ותאים נגועים בנגיפים ועל ויסות התגובה החיסונית.
מחלות מסוימות, כגון סרטן הדם, פוגעות בתאי הגזע האלה במח העצם. במצבים כאלה הם אינם מייצרים תאים לבנים תקינים, דבר שמוביל לפגיעה חמורה ומסכנת חיים במערכת החיסונית שלנו. אחד הטיפולים במחלות כאלה הוא השתלת מח עצם – הליך שבו משמידים את תאי הגזע של החולה ומחליפים את תאי גזע החולים בתאים מתורם בריא ומתאים.
הטיפול הזה יעיל, אך אינו חף מבעיות. כדי להרוג את תאי הגזע הפגומים דרוש לרוב טיפול אגרסיבי של כימותרפיה או הקרנות, שאכן הורג את תאי הגזע הפגומים אך קוטל לצידם גם תאים אחרים במח העצם. כך נפגעת היכולת של מח העצם לתמוך בתאי התורם המושתלים. בעקבות זאת רק חלק מתאי הגזע המושתלים מצליחים להתבסס במח העצם הפגוע ולהפוך לתאי T. המצב הזה מחליש את מערכת החיסון וחושף את המטופל לזיהומים.
בנוסף, מח העצם הפגוע אינו מצליח לתמוך בייצור התקין של תאי ה-T לאחר השתלה. כתוצאה מכך חלק מהתאים שנוצרים אינם מצליחים לזהות כראוי מחוללי מחלה ועלולים אפילו לתקוף בטעות את תאי המושתל עצמו. המצב הזה, שנקרא מחלת השתל נגד המאכסן, עלול להיות קטלני.
עד כה ניסו להתגבר על הבעיה על ידי ייצור של תאי T במעבדה. בהליך הזה מבודדים תאי גזע מתורם בריא ומגדלים אותם במעבדה למשך 4-2 שבועות. לאחר שהם הופכים לתאי T משתילים אותם בחולה. התהליך הזה מאוד לא יעיל, ודורש זמן רב לייצר מספיק תאי T להשתלה, דבר שמסרבל את הטיפול ומייקר אותו מאוד.
מתפקד כמו מח עצם רגיל, לפחות בעכברים. צילום של השתל במיקרוסקופ אלקטרונים סורק | מקור: אוניברסיטת הרווארד
בתי חרושת לייצור תאי T
חוקרים מאוניברסיטת הרווארד ניסו לעקוף את הבעיה, ולמצוא דרך שתאפשר לתאי הגזע של התורם להתפתח בצורה תקינה בגופו של המטופל עצמו. לשם כך פיתחו ג'ל ייחודי שמוזרק מתחת לעור ומתפתח לשתל דמוי מח עצם. החוקרים קיוו לעקוף כך את ההליך הממושך של גידול התאים בתנאי מעבדה ולאפשר לתאי T להתפתח בצורה טבעית.
הג'ל מורכב מפולימר ספוגי שמשולבים בו שני חלבונים המדמים את הסביבה הטבעית של מח העצם. אחד מהם, שנקרא BMP-2, מעודד בנייה של עצמות וסחוס סביב הפולימר, וכך מדמה מח עצם. השני, DLL-4, מיוצר בדרך כלל על ידי תאים במח העצם שנוטים להיהרס גם הם במהלך הטיפול הכימותרפי וההקרנות. החלבון הזה חיוני כדי לעורר תאי T צעירים להתפתח באופן תקין.
במסגרת המחקר שהתפרסם בכתב העת Nature Biotechnology, טיפלו בעכברים בהקרנות כדי לדמות את הפגיעה שמתרחשת במח עצם של חולים. לאחר מכן השתילו להם מח עצם עם הזרקה של הג'ל הרפואי או של ג'ל ללא הרכיבים הנחוצים להתפתחות הרקמה. נמצא כי עשרה ימים אחרי ההזרקה הפך הג'ל הרפואי לשתל דמוי מח עצם, המכיל כלי דם ורקמה סחוסית וגרמית. בנוסף, תאי גזע של התורם התיישבו בשתל בהצלחה ואפילו התפתחו לתאי T תקינים. ואכן מספר תאי ה-T שנוצרו אצל העכברים עם השתל היה גבוה יותר מאשר אצל העכברים חסרי שתל, דבר שמעיד על התאוששות מהירה יותר של מערכת החיסון. בנוסף, תאי T שנוצרו בשתל הגיבו בצורה תקינה לזיהומים, ובעקבות זאת נצפו אצלם פחות מקרים של מחלת השתל נגד המאכסן.
מחקר ראשוני
החוקרים הראו שהשתל מאפשר לתאי הגזע של התורם להתיישב בו ולהתפתח באופן תקין וכך הוא הופך למעין בית חרושת זעיר לייצור תאי T. הגישה הזאת מאפשרת לתאי הגזע של התורם להתפתח לתאי T בשתל וכך לשקם במהירות את מערכת החיסון של החולה. במקביל, סביבת מח העצם של החולה מתאוששת עד שהיא יכולה לתמוך במח העצם המושתל. כשמח העצם של החולה מתאושש די הצורך ומייצר בעצמו תאי T תקינים, אפשר להסיר את השתל.
''מחסור בתאי T ותפקוד לקוי שלהם מציבים אתגר מסכן חיים בהשתלות מח עצם", אומר דייוויד סקאדן (Scadden), ממובילי קבוצת המחקר. "הראינו שהרעיון של הקמת 'מפעלים' לייצור תאי T בגוף הוא מעשי".
הממצאים אומנם מבטיחים, אך יש לזכור כי עד כה השתל נוסה בהצלחה רק על עכברים ועדיין נותר לבדוק את התאמתו לטיפול בבני אדם. בנוסף, יש לבחון איך השתל משפיע על התפתחות של תאי חיסון נוספים מתאי הגזע של התורם, ולעקוב אחרי ההשפעות ארוכות הטווח של השתל על הרקמה שבה הוא מושתל.
