מדענים מאוניברסיטת הרווארד מדווחים כי הצליחו לייצר תאים המייצרים אינסולין מתאי גזע אנושיים. מחקרם הראה שלאותם תאים יש את היכולת לבדוק את רמת הסוכר בדם ובהתאם להפיק אינסולין בכמות הנדרשת.

סוכרת סוג 1, המכונה גם סוכרת נעורים, היא מחלה בה הגוף בעצם תוקף את עצמו. הסוכרת נגרמת כאשר מסיבה לא ברורה, מערכת החיסון הורסת את תאי הבטא בלבלב. תאי הבטא הם אלה שמייצרים את ההורמון אינסולין, שהוא קריטי לדרך בה הגוף משתמש בסוכר. ללא אינסולין, סוכרים מצטברים בדם ונוצר חוסר של סוכר בתאים, מה שעלול לגרום לנזקים קשים.

כיום הטיפול היחיד שניתן לחולי סוכרת סוג 1 הוא אינסולין בהזרקות, על מנת שיוכלו לפרק את הסוכרים, במקביל למעקב הדוק אחר איזון הסוכר בדם. אבל המחלה נותרת לכל החיים, מכיוון שאין ביכולתו של האינסולין לשחזר את תאי הבטא שנהרסו או למנוע ממערכת החיסון להמשיך ולהרוס תאי בטא.

אחת האפשרויות שנבחנת כיום לטיפול בסוכרת היא השתלת תאי בטא המייצרים אינסולין במטופלים. אבל לפרוצדורה מספר מגבלות משמעותיות: הראשונה היא שנדרשים מאות מיליוני תאי בטא מתפקדים להשתלה בכל מטופל - ואת אלה קשה מאוד להשיג בכמות מספקת. השנייה היא שמערכת החיסון של הגוף משמידה גם את התאים החדשים.

במחקר הנוכחי, שממצאיו פורסמו בכתב העת Cell, החוקרים ביקשו לבחון אם ניתן לפתח את אותם תאים המייצרים אינסולין מתאי גזע אנושיים במעבדה, בכמויות העצומות הנדרשות להשתלה שתשקם את יכולת הגוף לייצר אינסולין. תאי גזע הם תאים שיכולים להתחלק ולהפוך כמעט לכל סוג של תא בגוף האנושי.

דאג מלטון, החוקר הראשי, שהחליט להקדיש את הקריירה שלו למציאת ריפוי למחלה לאחר שבנו ובתו אובחנו עם סוכרת סוג 1, אומר כי הוא מקווה שניסויים בהם יושתלו התאים בבני אדם יחלו בעוד מספר שנים.

איך נערך המחקר?

ראשית המדענים גידלו במעבדה תאי גזע שונים וניסו באמצעות גישות שונות לגרום להם להתמיין לתאים מתפקדים שיש להם אותם מאפיינים גנטיים של תאי בטא בלבלב.

לאחר שהצליחו לייצר תאי בטא בכמויות גדולות מתאי הגזע, המדענים שמו אותם בתמיסת גלוקוז כדי לבחון אם זה מעודד אותם לייצר אינסולין, וערכו סדרת בדיקות שבחנו את האופן בו התאים הללו מגיבים לעליה בריכוז הגלוקוז. את התוצאות הם השוו לתוצאות שהתקבלו מתאי בטא אנושיים רגילים.

סך הכל, 75% מתאי הבטא שהופקו מתאי גזע הגיבו לעליה בריכוז הגלוקוז, בדומה למה שנצפה בתאי בטא רגילים. גם רמת האינסולין שהופרשה בתגובה על ידי כל תא הייתה דומה בתאים שהופקו מתאי גזע לתאים הרגילים.

המדענים בחנו את תפקוד התאים גם באמצעות בחינת השינויים ברמות הסידן בתוך התאים, מאחר ותאי בטא חשים ברמות הגלוקוז המשתנות באמצעות אותות סידן, מה שעוזר להם לווסת את רמות הגלוקוז בדם כנדרש. גם בדיקה זו אישרה כי התאים מתפקדים באופן דומה לתאים רגילים. 

בהמשך המדענים ערכו ניתוח מדוקדק של מבנה תאי הבטא שהופקו מתאי הגזע במעבדה ומצאו כי המבנה וביטוי החלבונים שלהם דומים לתאי בטא רגילים.

בשלב הבא, תאי הבטא שהופקו מתאי הגזע הושתלו בעכברים עם מערכת חיסון מדוכאת (למניעת דחיית התאים). שבועיים לאחר מכן החוקרים נטלו דגימות דם כדי לבחון את רמות הגלוקוז והאינסולין בדם של העכברים לאחר שחשפו אותם לגלוקוז במינונים שונים. התוצאות הושוו לדגימות שניטלו מעכברים שהושתלו בהם תאי בטא אנושיים רגילים.

העכברים שהושתלו בהם תאי בטא שהופקו מתאי גזע הפרישו בהצלחה אינסולין לזרם הדם. כאשר חשפו את העכברים לרמות גבוהות של גלוקוז 63% מהעכברים שהושתלו בהם התאים הללו הפגינו עליה ברמות האינסולין בדם, בהשוואה ל-75% מאלה שהושתלו בהם תאים רגילים.

בשלב האחרון בניסוי החוקרים השתילו את תאי הבטא שהופקו מתאי הגזע בעכברים שהונדסו גנטית כך שיסבלו מסוכרת. התאים סייעו לעצור את ההחמרה בעליית רמות הסוכר בדם שבאופן נורמלי נצפית בעכברים כאלה.

האם נמצא ריפוי לסוכרת סוג 1? 

המחקר מראה כי ניתן לייצר כמויות עצומות של תאי בטא מתאי גזע אנושיים, ושתאי בטא כאלה בנויים באופן דומה לתאי בטא רגילים ומתפקדים באותו אופן בתגובה לגלוקוז - גם במעבדה וגם בעכברים עם סוכרת.

מדובר בממצאים מעודדים, שמעלים את האפשרות שבעתיד ניתן יהיה להשתמש בתאי גזע על מנת לרפא סוכרת. עם זאת, המחקר עדיין נמצא בשלביו הראשונים. נדרש עוד פיתוח רב לפני שניתן יהיה לבחון אם התאים יתפקדו כנדרש בבני אדם.

אחד האתגרים יהיה למצוא דרך למנוע ממערכת החיסון של המטופל לפעול נגד התאים שהושתלו כמו שהיא פועלת נגד תאי הבטא הרגילים. גם בתחום זה חלו התפתחויות. בשנה שעברה דווח בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences על מתקן מיוחד, אותו פיתחה החברה הישראלית Beta O2 Technologies. המתקן שמושתל בגופו של החולה באמצעות ניתוח לפרוסקופי, מכיל בתוכו כ-300 אלף תאי לבלב מיצרי אינסולין שמוצו מתורם שנפטר. המתקן "מחביא" את התאים ומונע ממערכת החיסון של המטופל לתקוף אותם וגם מספק להם חמצן. בניגוד לניסיונות אחרים להשתלה של תאים מיצרי אינסולין בחולי סוכרת, את המתקן ניתן להשתיל ללא צורך בתרופות המחלישות את מערכת החיסון שמטרתן למנוע דחייה. בינתיים בוצעה השתלה של המתקן בהצלחה במטופל אחד - גבר בן 63 שסובל מסוכרת סוג 1 מאז שהיה ילד, ובקרוב יחל ניסוי רחב יותר שיבחן את המתקן.

CELL Volume 159, Issue 2, p428–439, 9 October 2014