חדשות

רקמות שריר לב תלת מימדיות מהונדסות פותחו בטכניון וברמב"ם

רקמות הלב המהונדסות, שפותחו מתאי גזע אנושיים, ישמשו להתאמה אישית של תרופות למחלות לב ובעתיד לייצור שתלים לאזורים פגועים בעליות הלב ובחדרים

פרופ' ליאור גפשטיין, מנהל מערך הלב ברמב"ם, ראש המעבדה לאלקטרופיזיולוגיה של הלב ולרפואה רגנרטיבית בפקולטה לרפואה בטכניון. "כעת, כשאנחנו יכולים לייצר בנפרד תאי עלייה ותאי חדר, נוכל לבדוק כל תרופה על כל אחד מסוגי התא לחוד"

צוות מהפקולטה לרפואה בטכניון בשיתוף חוקרים ורופאים מהמרכז הרפואית רמב"ם בחיפה ועמיתיהם ב-UHN, בית החולים המחקרי הגדול בקנדה, הפיק במעבדה רקמות לב תלת מימדיות מהונדסות מתאי גזע אנושיים מושרים.

הרקמות מדמות רקמות עלייתיות וחדריות. הן ישמשו בטווח הקרוב להתאמה אישית של תרופות למטופלים חולי לב ולפיתוח תרופות חדשות עבורם. בעתיד הרחוק צפויה הטכנולוגיה החדשה לשמש בייצור שתלים לאזורים פגועים בעליות הלב ובחדרים.

דו"ח על הפרויקט המחקרי פורסם לפני כשבועיים ב-Nature Communication. את עבודת המחקר הוביל פרופ' ליאור גפשטיין, ראש המעבדה לאלקטרופיזיולוגיה של הלב ולרפואה רגנרטיבית בפקולטה לרפואה בטכניון, המשמש גם כמנהל מערך הלב ברמב"ם, יחד עם הדוקטורנטית עידית גולדפרכט. המחקר נעשה במסגרת שיתוף פעולה בין הטכניון לאוניברסיטת UHN בטורונטו, ובאופן ספציפי עם מעבדתו של פרופ' גורדון קלר.

הצוות דיווח כי להדגמת הפוטנציאל הטמון במודלים שיצר במעבדה, פותח מודל של הפרעת קצב ברקמה עלייתית. המודל מדמה את הפרעת הקצב השכיחה ביותר – פרפור עליות - ומאפשר לבחון את השפעתן של תרופות רלוונטיות למניעת הפרעת הקצב או להפסקתה, לאחר שכבר התפתחה.

תהליך יצירת הרקמות העלייתיות והחדריות המהונדסות. תאי הלב (תאי חדר או עלייה) שמקורם בתאי הגזע מעורבבים עם קולגן ליצירת הרקמה המהונדסת בתוך תבנית ייעודית. הרקמה המתקבלת עוברת מתיחה מכנית ולבסוף מתקבלת הרקמה הסופית המתכווצת ומתרחבת לסירוגין. במקרה הזה פיתחו החוקרים רקמה טבעתית

ההישגים העיקריים שהושגו במחקר: אם בשלב קודם הציגה קבוצת המחקר התקדמות ביצירת תאי לב בודדים מתאי גזע מושרים של מטופלים לשם יצירת רקמה דו מימדית, הרי שכעת הושג מעבר לרקמה תלת מימדית.

במחקר הנוכחי מדדו החוקרים את הפעילות החשמלית של רקמת הלב המתקבלת באמצעות מערכת מיוחדת וכן את הכוח המכני שהמערכת מייצרת - המשתנה הקריטי המשפיע באופן משמעותי על פעילותו התקינה של הלב.

כמו כן, אם בעבר הצליחה קבוצת המחקר לייצר רקמה שהיא "שעטנז" של תאי לב שונים, הפעם הצליחו החוקרים לייצר לחוד תאי עלייה ותאי חדר – שני סוגים של תאי שריר לב (קרדיומיוציטים) שהם קריטיים לתפקוד הלב אך פועלים באופן שונה.

פרופ' גפשטיין מסר: "ההפרדה בין שני סוגי התאים חשובה משום שתרופות המשפרות את תפקוד תאי העלייה ומונעות הפרעות קצב עלייתיות עלולות להזיק לתפקוד תאי החדר ואף לעורר הפרעות קצב חדריות.

"לדוגמה, בפרפור עליות שהיא הפרעת הקצב השכיחה ביותר האחראית ליותר מרבע ממקרי השבץ המוחי, אנחנו רוצים להשפיע באמצעות תרופות רק על הפעילות החשמלית של תאי העלייה, מבלי לפגוע בתפקוד הרקמה החדרית. כעת, כשאנחנו יכולים לייצר בנפרד תאי עלייה ותאי חדר, נוכל לבדוק כל תרופה על כל אחד מסוגי התא לחוד".

במחקר פותחו רקמות עלייה ורקמות חדר מהונדסות וכן שיטות חדשניות לחקור אותן, מה שעשוי לחולל מהפכה בתחום פיתוח התרופות וכן ביכולת להתאים תרופות באופן אישי לחולה ספציפי שממנו הופקה הרקמה, על פי עקרונות הרפואה המותאמת אישית.

בטווח הרחוק, מקווה פרופ' גפשטיין, "נוכל להשתמש בשיטות דומות כדי לייצר גם רקמות לב שישמשו להשתלות בחולי לב. רקמות אלו ייקלטו היטב משום שהן מבוססות על המאפיינים הגנטיים של המטופל עצמו ולא של תורם זר".

דו"ח המחקר שפורסם החודש משלים מחקר קודם שנעשה במעבדתו של פרופ' גפשטיין והתפרסם בכתב העת Journal of The American College of Cardiology. באותו מאמר תואר מודל ייחודי דו מימדי של רקמת לב שמקורו בתאי גזע אנושיים, המאפשר לחקור הפרעות קצב במחלות גנטיות. בעבודה זו שבוצעה על ידי ד"ר ראמי שינואי ונעים שאהין מקבוצת המחקר של פרופ' גפשטיין, נעשה שימוש במודל הנ"ל לחקר תסמונת גנטית מסוכנת - תסמונת ה-QT המקוצר. היא עלולה להוביל למגוון הפרעות קצב ואף למוות פתאומי של מטופלים צעירים.

המודל שהציגה קבוצתו של פרופ' גפשטיין מאפשר לשחזר ולחקור את הפרעת הקצב הנוצרת, לבחון במעבדה טיפולים שונים ולבחור מראש את הטיפול האופטימלי עבור המטופל הספציפי. עבודה זו גם הדגימה אפשרות להשתמש בעריכה גנטית (CRISPR) לתיקון המוטציה המובילה להפרעת הקצב.

המודלים המהונדסים הדו והתלת מימדיים המתוארים בשני המאמרים מבוססים על יצירת תאי לב בטכנולוגיית תאי גזע פלורי-פוטנטיים מושרים (human induced pluripotent stem cells, hiPSCs). טכנולוגיה זו פותחה בראשיתה על ידי החוקר היפני שינייה יאמנקה, חתן פרס נובל ברפואה לשנת 2012. אחד מיתרונותיה הבולטים: האפשרות לייצר תאים ורקמות להשתלה מתאי גופו של המטופל עצמו, מה שמונע את בעיית הדחייה האופיינית להשתלה של תאים שמקורם באדם אחר.

התהליך, בתיאור פשטני, מתחיל באיסוף תאים בוגרים – תאי עור למשל – מהמטופל. אלה עוברים תכנות מחדש במעין "מנהרת זמן תאית" ומוחזרים למצב של תאי אב המזכירים תאי גזע עובריים. בהמשך ממוינים תאי האב במעבדה לרקמה הרצויה.

המחקרים הנעשים במעבדתו של פרופ' גפשטיין מתמקדים בגידול רקמות לב והחוקרים משתמשי בגורמי גידול שונים כדי לכוון את התמיינותם של תאי הגזע לתאים של שריר הלב ולסוגים שונים שלהם – תאי חדר, תאי עלייה ותאי קוצב.

נושאים קשורים:  חדשות,  רקמות לב מהונדסות,  הטכניון,  פרופ' ליאור גפשטיין,  תאי לב,  בית החולים רמב"ם
תגובות
 
אנונימי/ת
20.01.2020, 20:43

גפשטיין, מעבר להיותו חוקר גדול הוא גם אדם טוב לב, רופא אנושי וניחן בחוש הומור מפותח . מי ייתן וירבו כמוהו

כעת פריצת דרך אמיתית. כל הכבוד!!!!