אתמול פורסם בכתב העת המדעי Cell מחקר של מכון ויצמן למדע, שקורא תיגר על עובדת החיים הבסיסית המוכרת לכולנו במסגרתה חיים חדשים נוצרים רק ממפגש של זרע וביצית, והצליח ליצור מודל מלאכותי של עוברי עכברים שלא גדלו ברחם. היום (שלישי) מסביר פרופ' יעקוב חנא, מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון בריאיון ל- N12 מה היו מטרות המחקר, והאם באמת בקרוב כבר לא נצטרך את הזרע והביצית כדי ליצור עוברים.
מה מטרת המחקר?
"המטרה שלנו היא לא לייצר עוברים שלמים עד סוף ההיריון, לא בעכבר ובטח לא באדם. אנחנו לא עוסקים במודלים של עוברי אדם, אנחנו גם לא יכולים לעשות את זה באמת. אנחנו מייצרים עוברים סינטטים או אמבריואידים (המינוח באנגלית – י"ק) – משהו שהוא דמוי עובר. המטרה פה היא בעיקר לראות איך גוש של תאי גזע יכולים להתפתח למודל עוברי שיש לו שילייה ושק חלבון סביבו. ההבנה שלנו איך העובר או תאי הגזע בשלבים מוקדמים יוצרים את האיברים היא מאוד מאוד מוגבלת".
אתה אומר שאי אפשר יהיה באמת לייצר עובר שימשיך להתפתח בתוך הרחם, שבסופו של דבר אתם רוצים לקחת תאי עור של אדם חולה ו"להחזיר אותם אחורה". אפשר לכנות את זה הדפסת איברים?
"אם נצליח לעשות משהו מקביל לתאי אדם כמו שטענו בעכבר, יכול להיות שאפשר לחשוב על תסריט שבו מייצרים אמבריואיד או רקמה מאורגנת ומתקדמת, שהיא דומה לעובר – אבל היא לא באמת עובר שיכול לגדול ואי אפשר אפילו להחזיר אותו לרחם הטבעי. אבל צורת ההתמיינות הזו כל כך מתוחכמת, שאפשר להוציא ממנה תאים כמו תא דם או תא כבד – ולהשתיל אותו בחזרה לחולה עצמו. זה יהיה זהה מבחינה גנטית, לא צריך לחפש תורם ולא תהייה דחייה (של הגוף – י"ק)".
השאלה הביולוגית המרכזית שאתם מנסים למצוא לה תשובה היא איך תא גזע בתוך ומחוץ לרחם הופך לייצור רב תאי. מה מצאתם?
"המחקר הזה מראה שתאי הגזע שאנחנו יכולים לגדל היום במעבדה בתנאים מיוחדים, בנוסף למכשיר המיוחד שתיארנו בשנה שעברה (המכשיר המיוחד לגידול העוברים מחוץ לרחם – י"ק) בעצם מאפשר להם להוציא החוצה את הפוטנציאל שלהם. כלומר, הם מתארגנים לבד ויוצרים רקמה עוברית מאוד מתקדמת ומתוחכמת. זה עקרון מאוד חשוב בהבנת ההתפתחות. אולי יש אפליקציות של השתלות תאים, אנחנו לא מנסים. לדעתי זה לא אפשרי להגיע להגיע לעוברים בסוף ההיריון, בטח לא בבני אדם".
המחקר החדש שפורסם אתמול בכתב-העת המדעי Cell, קורא תיגר על עובדת החיים הבסיסית שבמסגרתה החיים נוצרים כשהזרע פוגש את הביצית. המחקר בראשותו של פרופ' יעקב חנא יצר לראשונה מודלים מלאכותיים של עוברי עכבר שהתפתחו מתאי גזע וגדלו מחוץ לרחם – ללא הפריה של ביצית וזרע. מעבר לפריצת הדרך בחקר ההתפתחות העוברית, גישה חדשנית זו עשויה לפרוץ נתיבים חדשים לרפואת העתיד, ובכלל זאת גידול איברים ורקמות שיוכלו לשמש בהשתלות מצילות חיים.
מודל העוברים המלאכותיים נשען על שתי פריצות דרך קודמות במעבדתו של פרופ' חנא במחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן: הראשונה, שיטה יעילה להחזרת תאי גזע עובריים למצב הקרוי "נאיבי" – השלב ההתפתחותי הראשוני ביותר שבו יש לתאי הגזע את היכולת להתמיין ולא רק לכל סוג רקמה בגוף העובר, אלא גם לרקמות חוץ-עובריות, דהיינו השליה ושק החלמון התומכות בהתפתחות העובר.
פריצת הדרך השנייה היא שיטה חדשנית לגידול עוברי עכבר מחוץ לרחם עד לשלבי התפתחות מאוחרים. שיטה זו שפותחה לאורך שבע שנים של ניסוי וטעייה, מבוססת בין היתר על התקן נע שבו מוחזקים העוברים בכוסות מעבדה כשהם מוקפים בתמיסה מזינה. בהיעדר זרימת דם מהאם לשליה, תנועת המכשיר מדמה את ההזנה הטבעית של העובר תוך ויסות רמות החמצן ולחץ האוויר בכלי המעבדה. במחקר קודם שפורסם ב-Nature במארס 2021, הצליחו המדענים לגדל באמצעות התקן זה עוברי עכבר טבעיים מיום 5 עד יום 11.