בעתיד – ריאות בהזמנה

חוקרים הצליחו לגדל ריאות במעבדה על גבי "פיגום" של ריאה קיימת שהופשטה מתאיה

נעם לויתן ויונת אשחר | גליליאו

A diagram showing how to build a lung

תיאור סכמתי של תהליך גידול ריאה במעבדה עד להשתלתה בחולדה.
Credit: Yale University, Yale School of Medicine

הריאות חיוניות לנשימה, ולכן לחיים, אך יכולתן להתמודד עם נזקים ולתקן את עצמן מוגבלת. במקרים רבים כאשר הריאות סובלות מנזק כבד, למשל בגלל עישון או המחלה התורשתית סיסטיק פיברוזיס, הדרך היחידה לנסות ולהציל את החולה היא השתלת ריאה. אך אפילו כשמצליחים למצוא תורם מתאים ובזמן, מרבית המושתלים לא שורדים. פחות מ-20% ממושתלי הריאה נשארים בחיים עשר שנים לאחר ההשתלה. דרך אפשרית אחת להגדיל את תוחלת החיים של המושתלים היא לגדל ריאה מהתאים שלהם עצמם, כך שלא תתרחש דחייה. תומס פטרסן (Petersen) ועמיתיו מאוניברסיטת ייל פרסמו בשבועון המדע Science מחקר המציג את הצעד הראשון להשגת מטרה זו.

מאחר שלריאה מבנה מורכב של כלי דם ודרכי אוויר מפוצלים החליטו פטרסן ועמיתיו לא לגדל ריאה מאפס, אלא להשתמש בריאה קיימת כבסיס שעליו תגדל ריאה חדשה. החוקרים לקחו ריאות של חולדות בוגרות והשתמשו בדטרגנט כדי להרחיק את כל התאים המרכיבים את הריאות ואת כלי הדם שבהן. כל שנותר לאחר הרחקת התאים הוא החומר החוץ תאי (extracellular matrix), שהוא מעין פיגום הנותן לריאה את צורתה והמבנה המרחבי שלה, ומורכב בעיקר מהחלבון קולגן שאינו מעורר דחייה מאחר שהוא זהה בפרטים שונים. החוקרים פיזרו על פיגום זה תאים של כלי דם וריאה שהופקו מוולדות של חולדות והעבירו את הפיגום לכלי גידול מיוחד (ביוריאקטור), המחקה חלק מהתנאים שבהם מתפתחת הריאה בעובּר, וכן מזרים אוויר לריאה המתפתחת. התאים שהחוקרים פיזרו התרבו במהירות בכלי הגידול והתיישבו במקום הנכון על הפיגום בזכות החומר החוץ תאי. לאחר פחות משמונה ימים נראה כי התאים והפיגום התפתחו לריאה מתפקדת.

כדי לבדוק שהריאות שנוצרו אכן מבצעות את עבודת חילוף הגזים – כלומר סופגות חמצן אל הדם ומשחררות ממנו פחמן דו-חמצני – הוציאו החוקרים לארבע חולדות בוגרות, הזהות גנטית לוולדות שמהם נלקחו התאים, את הריאות השמאליות והשתילו במקומן את הריאות שגודלו במעבדה. לשמחת החוקרים אפשר היה לראות כמעט מיד כיצד דם כהה (נטול חמצן) מגיע לריאות המושתלות והופך לבהיר כשהוא סופג חמצן. דגימות דם שלקחו החוקרים מהריאות המושתלות אישרו כי הן אכן מתפקדות בדומה לריאות טבעיות. אולם, צילומי רנטגן הראו כי הריאות השמאליות שנשתלו התמלאו פחות טוב באוויר מהריאות הימניות (הטבעיות). זאת ועוד, עקב דליפות דם קטנות והופעת קרישי דם נאלצו החוקרים להמית את החולדות שבגופן נשתלו הריאות שגודלו במעבדה כשעתיים לאחר ההשתלה.

למרות הבעיות, פטרסן ועמיתיו הראו כי אכן אפשר לגדל במעבדה ריאה מתפקדת. הם אפילו הדגימו, באמצעות ריאה של אדם שתרם את גופתו למדע ותוך כדי שימוש בדם טבורי, כי אפשר להשתמש בשיטה זו כדי לגדל במעבדה ריאת אדם.

אך אין ספק כי הדרך ארוכה עד ליישום השיטה בבני אדם. עם זאת, חוקרים בתחום גידול איברים, אמרו לאתר החדשות של Science כי ייתכן שהדליפות נוצרו מאחר שפטרסן ועמיתיו הזדרזו לשתול את הריאות במקום לתת להן זמן נוסף להתפתח, וכי הבעיה היתה נפתרת עם היו ממתינים למשל חודשיים, במקום שמונה ימים, לפני ההשתלה.

טכנולוגיות של גידול איברים באמצעות פיגום של חומר חוץ תאי משמשות לא רק להשתלת ריאות בחולדות. לאחרונה, למשל, התפרסם בכתב-העת המדעי Nature Medicine מאמר המתאר השתלה מוצלחת, גם היא בחולדות, של כבד שגודל במעבדה באותה שיטה. ייתכן כי בזכות מחקרים אלה ישתמשו בעתיד בפיגום מתורם או מחיה כדי לגדל איברים שלא יידחו מאחר שייבנו מתאיו של החולה הממתין להשתלה. ובמקרה שלא קיימים די תאים מתאימים ובריאים, כמו למשל במקרה של ריאה של אדם בוגר, יוכלו להפוך תאים בוגרים אחרים לתאי גזע, לגרום להם להתמיין לתאי ריאה, ולהשתמש בהם.

המאמר המקורי (PDF):

Petersen, T. H. et al. Tissue-engineered lungs for in vivo implantation. Science 329, 538-541 (2010).

הכתבה המקורית התפרסמה במגזין גליליאו, אוגוסט 2010
הכתבה מופיעה גם ב-ynet.

מודעות פרסומת

תגיות: , , , , , ,

כתיבת תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת גוגל פלוס

אתה מגיב באמצעות חשבון Google+ שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

מתחבר ל-%s

%d בלוגרים אהבו את זה: