לחקור עוברים במבחנה

חקר ההתפתחות של עוברי אדם מתא בודד ליצור חי מורכב לא התקדם הרבה בחמישים השנים האחרונות. מפתיע לגלות כמה מעט אנחנו יודעים על השלבים המוקדמים ביותר של התפתחות ברחם. הסיבה העיקרית לחוסר במידע על השלבים האלה היא שמדובר במשימה מסובכת. צריך לאסוף לשם כך ביציות מופרות וליצור עבורן את התנאים הדרושים להתפתחותן התקינה. וכמובן כל מחקר שעוסק בעוברי אדם מציב שלל דילמות אתיות והתנגדויות דתיות.

פריצת הדרך בתחום צפויה לבוא מהתפתחות המחקר בתאי גזע אנושיים, כלומר תאים שטרם התקבעו על תפקודם הסופי והפכו למשל לתאי כבד או לתאי עצב. התקווה היא להשתמש בתאים כאלה כדי ליצור תרביות תאים שישקפו את מצבו של העובר האנושי בשלבים שונים של התפתחותו וישמשו מודל שיאפשר לחקור את השלבים המוקדמים של ההתפתחות העוברית.

לאחרונה בישרו שתי קבוצות מחקר על הצלחתן ביצירת תרביות תאים שמדמות את הבלסטוציסט – אחד השלבים המוקדמים בהתפתחות העוברית. השם שניתן למודלים הללו הוא בלסטואיד.

קבוצה אחת השתמשה בתאי גזע מושרים, כלומר תאי אדם בוגרים ש"תכנתו" אותם מחדש למצב של תאי גזע, ואילו בשנייה החוקרים השתמשו בשני סוגי תאי גזע, עובריים ומושרים. שתי הקבוצות גידלו את התאים בתנאים מלאכותיים (in vitro, כלומר "במבחנה"), על משטח מכוסה שקעים הנקראים "מיקרו-באריות" (Microtiter). התאים שגדלו בשקעים האלה התאספו והתאחו ליצירת צברי תאים דמויי עובר.

חוקרים הצליחו ליצור תרביות תאים שמדמות את אחד השלבים המוקדמים בהתפתחות העוברית. בלסטואידים שהתאים שלהם צבועים בצבעים שונים | קרדיט: Monash University

"עובר" בן חמישה ימים

הבלסטוציסט הוא שלב "טרום השרשה" ברחם, שהעובר הצעיר מגיע אליו ביום החמישי אחרי ההפריה. כשתא הזרע ותא הביצית מתמזגים זה עם זה נוצר תא גדול יחיד – הביצית המופרית, שנקרא "זיגוטה". התא הזה מתחיל להתחלק לתאים חדשים, ובשלב מסוים מתחיל תהליך שנקרא "התמיינות", כלומר מאוסף של תאים זהים נוצרות כמה קבוצות של תאים בעלי מאפיינים שונים. 

בשלב הבלסטוציסט קיימים שלושה סוגי תאים עיקריים. סוג אחד, שנמצא בשכבה החיצונית של העובר, קשור בעיקר להתפתחות השליה. שני הסוגים האחרים יוצרים את החלק הפנימי והעיקרי של הבלסטוציסט, כלומר גוף העובר עצמו. הבלסטואידים, מבני התאים שהחוקרים הצליחו ליצור, דמו בצורתם, בחלק מסוגי התאים ובמיקומם, לבלסטוציסט אנושי.

בשני המקרים מדובר בשלב ראשוני מאוד במחקר, ונותרה עוד דרך ארוכה לעבור לפני שנדע לדמות את ההתפתחות של עובר אנושי. זמן קצר אחרי פרסומם כבר התפרסמה טיוטה של מאמר ביקורת על שני המחקרים, שצריך עדיין לעמוד בעצמו בבחינה ביקורתית של עמיתים. הכותבים סבורים ששני המודלים לא מדמים טוב מספיק את הבלסטוציסט הגדל בגוף החי, מכיוון שחסר בהם אחד משלושת סוגי התאים. בנוסף הבלסטואידים כוללים סוגי תאים שלא קיימים בעובר וגדלים בצורה שונה מבלסטוציסט תקין.

עיקר המאמצים כיום מתמקד בהדמיית שלבים נוספים בהתפתחות הראשונית שחווה העובר במהלך הימים הראשונים אחרי ההפריה. המחקרים החדשים פותחים כעת דלתות להעמקת המחקר בתחום ההתפתחות העוברית ולצבירת מידע חשוב על מחלות ותקלות שמתרחשות בשלבים הראשונים של ההתפתחות. בתוך כך הוא יוכל גם לשפוך אור על תחום ההפלות הטבעיות, כלומר הריונות שנפסקים בטרם עת.

ככל שירבו המעבדות החוקרות את תחום הביולוגיה ההתפתחותית, אפשר לצפות שנחשוף עוד ועוד מהסודות הכמוסים של יצירת עוברים. במחקר שנערך במעבדה של יעקב חנא במכון ויצמן למדע, לדוגמה, הצליחו לגדל עובר של עכבר מחוץ לרחם. החוקרים לקחו עובר שגדל שבעה ימים וחצי ברחם אימו, העבירו אותו למערכת שפיתחו והצליחו לגדל אותו שם במשך ארבעה ימים נוספים. בארבעת הימים האלה התחיל העובר את תהליך הגסטרולציה, שבו רבים מהתאים שלו מתמיינים לאיברים ורקמות ספציפיים. זו הייתה הפעם הראשונה שבה שלב ההתפתחות הזה תועד בעובר של יונק מחוץ לרחם.

המחקר על התפתחות עוברית מעלה שאלות אתיות. תרבית של תאי גזע עובריים | איור: nobeastsofierce, Shutterstock

עוברים ואתיקה

עצם העיסוק בהתפתחות עוברית מעלה שאלות אתיות בנוגע ליצירת עוברים לצורכי מחקר: למשל האם השימוש הולם, מה התועלת של הניסוי, האם קיימת דרך אחרת לחקור את הנושא, מה אמצעי הבקרה על הניסויים ועוד. המחקרים הנוכחיים עוסקים בהבנת הקופסה השחורה של תהליכי ההתפתחות, והם עשויים לשפוך אור על ההתפתחות של מחלות גנטיות התפתחותיות ולמצוא להן פתרונות. כמו כן לא משתמשים בהם בעוברים אמיתיים, אלא בתחליף – בלסטואיד שלא יכול להתפתח לעובר, ובכל מקרה הניסויים מסתיימים כעבור ימים ספורים.

עם זאת, יש צורך לקבוע כללים המבדילים בין מחקר כזה, שנועד לשפר את הבנת ההתפתחות העוברית, לבין מחקר בתחום ההפריה החוץ גופית. לשם כך, מאחר שהתחום חדש מאוד, קהילת חוקרי תאי הגזע בעולם תפרסם בעתיד הקרוב הנחיות אתיות חדשות בנוגע למחקרים כאלה.