Weizmann Institute of Science scientists in collaboration with Hadassah and Rambam doctors present a new road map for the study of diseases in which there is still much that is hidden on the open
שחקני משנה גונבים לפעמים את ההצגה. פיברובלסטים או "תאי סיב" הם שחקני משנה כמעט מעצם הגדרתם – הם היוצרים את ה"פיגומים" אשר שומרים את תאי הגוף במקומם. אין חולק על כך שהם ממלאים תפקיד חשוב בתהליך הצמיחה של הגוף ובריפוי פצעים, אך בשאר הזמן הם נחשבים כלא פעילים במיוחד. מחקר חדש published today in the scientific journal Cell, challenges the heavenly image they have been given and reveals their involvement in a variety of vital functions - from communication with the immune system, through influencing blood clotting and blood vessel formation to the body's metabolism. As part of the study, Weizmann Institute of Science scientists identified no less than 10 types and 200 subtypes of fibroblasts and showed that one of the types plays a central role in the development of a rare autoimmune disease called scleroderma (connective tissue sclerosis). These findings open up a new possibility for the development of treatments for this incurable disease and draw a road map for the study of many other diseases.
The name of the disease scleroderma (Greek: scleros - stiff; and derma - skin) was given to it because of its hallmark: its patients develop a stiff layer of skin, mainly on the limbs and face. However, apart from the stiffness of the skin, the disease manifests itself in a very different way among its patients - most of them are women in their 30s to 50s. In about a third of cases, the disease will spread rapidly and damage vital organs such as the lungs, heart, digestive system and kidneys. This damage can lead to significant medical complications, and the mortality rates from the disease are high compared to other rheumatic diseases.
"כרופאה, סקלרודרמה היא אחת המחלות המתסכלות ביותר", אומרת פרופ' חמוטל גור מיחידת הראומטולוגיה של המרכז הרפואי האוניברסיטאי הדסה בירושלים שהובילה את המחקר. "יש לנו כיום מגוון תרופות ביולוגיות יעילות מאוד לטיפול במחלות שגרוניות אוטואימוניות, אך יש להן תועלת מוגבלת בלבד בחולי סקלרודרמה". בעקבות מקרים שבהם נתקלה בבית-החולים ולאחר ששתי קרובות משפחה שלה אובחנו כחולות, החליטה פרופ' גור לפני כשלוש שנים להצטרף למעבדתו של פרופ' Ido colleague in the department of immunology at the institute with the aim of deeply understanding the molecular mechanisms that cause the development of the disease.
המחקר שאותו הובילה פרופ' גור מתבסס על טכנולוגיות חדשניות שפותחו במעבדתו של פרופ' עמית; שיטות אלה מאפשרות לחקור רקמות חיות ברזולוציה חסרת תקדים באמצעות ריצוף החומר הגנטי בהן ברמת התא הבודד ומיפוי המאפיינים השונים של אלפי תאים בו-בזמן. המחקר נערך בשיתוף פעולה עם ד"ר חגית פלג, ד"ר פאדי כרוף, ד"ר ענת אלעזרי, ד"ר סוהיל אעמר וראומטולוגים נוספים מהמרכז הרפואי האוניברסיטאי הדסה בירושלים ועם פרופ' אלכסנדרה בלביר-גורמן, שניהלה את החלק הקליני של המחקר, וד"ר יולנדה בראון-מוסקוביץ מהקריה הרפואית לבריאות האדם (רמב"ם) בחיפה.
sampled her own skin
מעורבותה האישית של פרופ' גור במחקר לא הסתכמה רק ברקע המשפחתי: כדי לפתח טכניקה מיטבית לאיסוף הדגימות, היא ביצעה בתחילת הדרך ביופסיות עור רבות על עצמה. לאחר שהגיעה לתוצאות הרצויות וגיבשה את פרוטוקול הדגימה הרצוי, אספו פרופ' גור ועמיתיה דגימות עור של כמעט מאה חולי סקלרודרמה (מרביתן נשים) ויותר מחמישים דגימות מאנשים בריאים. בכך הפך המחקר לנרחב ביותר מסוגו.
The findings were particularly surprising: although scleroderma is considered an autoimmune disease, no consistent patterns of immune system activity were found among the patients. However, unexpected players crept into center stage: the researchers were amazed to discover significant and striking differences in the fibroblast cells between the samples taken from scleroderma patients and those taken from healthy people.
למעשה, החוקרים זיהו תת-סוג חדש של פיברובלסטים ששכיחותו יורדת באופן משמעותי כבר בשלב המוקדם של המחלה. תאים אלה שלהם הצמידו החוקרים את השם ScAF (ראשי תיבות של scleroderma-associated fibroblasts וגם קיצור של scaffold – "פיגום" באנגלית) היוו קרוב ל-30% מהפיברובלסטים בדגימות מאנשים בריאים, אך שיעורם צנח בחדות בדגימות של החולים, וירידה זו התעצמה עוד יותר ככל שהמחלה החמירה.
Changes at the molecular level
כדי להבין את המעורבות של תאים אלה בהתפתחות המחלה, בחנו החוקרים אילו שינויים מתרחשים בהם ברמת מולקולות האר-אן-אי במעבר ממצב תקין למצב מחלה. בנוסף, הם מיפו את הפריסה המרחבית של תאים אלה בעומק רקמת העור, בדקו עם אילו תאים הם מתקשרים, וזיהו מסלולי איתות שונים שעשויים להיות יעד לפיתוח עתידי של טיפולים. "במחקר זיהינו גם סמנים ביולוגיים שנקשרו לפגיעה באיברים פנימיים מסוימים; שימוש בסמנים האלו יאפשר לחזות מי מהחולים מצוי בסיכון גבוה לפתח סיבוכים מסכני חיים", אומר פרופ' עמית.
מעבר לאופק הטיפולי במחלה חשוכת מרפא, המחקר מציג את הפוטנציאל המדעי והרפואי העצום הטמון בהשוואה מדוקדקת בין רקמות חולות לבריאות בעזרת טכניקות מתקדמות של ריצוף ברמת התא הבודד. "הגישה שלנו מספקת מפת דרכים מחקרית שיכולה להיות רלוונטית גם למחלות אחרות", מוסיף ד"ר שוואינג-יין ואנג ממעבדתו של פרופ' עמית, שהוביל את ניתוח הנתונים במחקר באמצעות כלים של בינה מלאכותית.
"שילוב ידיים הדוק בין רפואה ומדע בסיסי, תוך שימוש בטכנולוגיות חדשניות, פותח פתח לפיצוח והבנה של מחלות שנותרו עד כה באפילה", מסכם פרופ' עמית.
במחקר השתתפו פאדי שיבאן, מור זדה, ד"ר באוגו לי, אדם ילין, ד"ר דניאל קירשנבאום, ד"ר דייגו חייטין, ד"ר ביורט ק. קרג'סטן, ד"ר חמוטל בורנשטין, שיר שלומי, איל דוד, אורן ברבוי, ד"ר עדי משה, ד"ר אסף וינר וד"ר אמיר גלעדי מהמחלקה לאימונולוגיה של המכון; ד"ר תהילה צמח תורן, פרופ' יעקב נפרסטק, ד"ר בתיה אבני, ד"ר סיגל גריסרו, ד"ר רוני שרברק חסידים, ד"ר ורד מולכו פסח, ד"ר דלית עמאר לישה, ד"ר תומר צור, ד"ר רותם קוינט, ד"ר משה גרוס וד"ר שלומית כפיר-ארנפלד מהמרכז הרפואי האוניברסיטאי הדסה בירושלים; ד"ר תומר מאיר סלמה, ד"ר אפרת חגי וד"ר יוסף אדדי מהמחלקה לתשתיות מחקר מדעי החיים; ד"ר ליאת אליגור ודנה הירש מהמחלקה למשאבים וטרינריים; ד"ר משה ביטון מהמחלקה לבקרה ביולוגית; וד"ר רעות צמח מהמחלקה לאימונולוגיה של המכון ומהמרכז הרפואי תל אביב ע"ש סוראסקי.
More of the topic in Hayadan:
