היוצר של דולי מתרחק מתאי שיבוט ותאי גזע עובריים

2023 מְחַבֵּר: Peter Bradberry | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-21 22:33

כמו חלוצים רבים של תאי גזע, איאן וילמוט, היוצר של דולי הכבשה, קפץ לגישה חלופית. האם זו תחילת הסוף לשיבוט עוברי ?.

איאן וילמוט יושב ליד החלון של מלון חוף מפואר בהאלף מון ביי, קליפורניה, לבוש בסוודר כחול תינוקות וחאקי, ואינו מקרין את דמותו של מדען ששלף את אחד הניסויים הדרמטיים ביותר בביולוגיה המודרנית. כאשר הוא ומשתפי הפעולה שלו חשפו את דולי הכבשה המשובטת בשנת 1997, הם הציתו את תחום מחקר תאי הגזע העובריים, היכו יראת כבוד בציבור והעלו בהלה בנוגע לשיבוט הממשמש ובא של בני האדם. "דולי הייתה הפתעה גדולה לכולם", נזכר ביולוג תאי הגזע תומאס זוואקה מהמרכז לטיפול בתאים וגנים במכללת ביילור לרפואה. צפרדעים משובטות סירבו לצמוח מעבר לשלב הראשן, והצלחה שנראתה בעכברים הוכיחה שהיא מזויפת. על פי הסכמה מדעית של אז, שיבוט של יונקים בוגרים בשיטה בה השתמשו וילמוט היה בלתי אפשרי מבחינה ביולוגית.

עם התבגרותה של דולי, טכנולוגיית השיבוט שיצרה מה שמכונה העברה גרעינית של תאים סומטיים (SCNT) הפכה למפעל מחקר עשיר. מדענים קיוו בסופו של דבר להיות מסוגלים לקחת את התא של המטופל, להניח את הגרעין שלו לביצית אנושית לא מופרית ואז לקצור תאי גזע עובריים לטיפול במצבים בלתי ניתנים להפרעה כמו מחלת פרקינסון. אולם הניסוי הקליני האנושי הראשון ממשיך להיראות מרוחק, עם שיבוט עוברי מוגבל על ידי איסור מימון פדרלי, סוגיות אתיות שנויות במחלוקת עמוקה ואתגרים טכניים. באמצע מאי חששות הבטיחות הובילו את מינהל המזון והתרופות האמריקני להציע הצעה של תאגיד ג'רון במנלו פארק, קליפורניה, לערוך ניסויים בחולים הסובלים מפגיעה חריפה בעמוד השדרה.

כעת וילמוט בן ה -64 הוא אחד מכמה מדענים בעלי פרופיל גבוה שנשאר נאמן ל- SCNT מבחינה תפיסתית, אך מוביל חיוב סיטונאי מחוץ לשטח ולטכנולוגיה חלופית. גישה אחרת זו, שהופגנה לראשונה בשנת 2006 על ידי שיניה יאמאנאקה מאוניברסיטת קיוטו, מחזירה תאים בוגרים למצב עוברי הנקרא פלוריפוטנציה, ובו הם משיבים את היכולת להתפתח לכל סוג של תא. כל מעבדה מסודרת יכולה ליישם את הטכניקה הישירה יחסית. "זה ממש קל - מעבדה בתיכון יכולה לעשות את זה", אומר מהנדרה ראו, העומד בראש תחום תאי הגזע והרפואה המתחדשת ב- Invitrogen, תאגיד למדעי החיים הממוקם בקרלסבד, קליפורניה. גישתו של יאמאנקה מאפשרת גם למדענים לזנק מעל גרעין. בעיות באספקת הביציות של ההעברה וטרדות הצידה לגבי השמדת עוברים אנושיים.

מעשיות כאלה, ולא מחסור בערך מדעי מובנה, נראות כמניעות את יציאת SCNT. וילמוט מתאר את המעבר שלו בגישה כתוצר לוואי של אחריות גוזלת זמן בראש המרכז הסקוטי לרפואה רגנרטיבית באדינבורו, תפקיד שקיבל על עצמו בשנה שעברה אחרי כמעט שלושה עשורים במכון רוסלין הסמוך. עם 20 חוקרים עיקריים שדרשו את תשומת ליבו, המחקר של וילמוט על טרשת לרוחב האמיוטרופית (ALS) האטה לזחילה. "חשבנו שיהיה יותר סביר שדברים יכולים להתרחש במהירות", הוא אומר.

העברה גרעינית של תאים סומטיים דורשת מיומנות אדירה וציוד יקר. קל לפגוע בביצה הבלתי מופרית וקשה לגרום לגרעין שנתרם לפעול בשיתוף עם המארח החדש שלה. בסתיו האחרון חוקרי אוניברסיטת אורגון לבריאות ומדע הודיעו על ההצלחה הראשונה אי פעם בפרימטים, אך הצוות עבר 304 ביציות מ -14 נקבות מקוק רזוס כדי לייצר שתי שורות תאים בלבד. ולאחד מאלה היה כרומוזום Y לא תקין. בבני אדם היכולת לאסוף ביציות טריות נותרה גם כן חסם דרכים עצום, במיוחד משום שמדענים אינם יכולים לשלם באופן חוקי לתורמים.

היכולת של יאמאנאקה להמיר תאי עכבר בוגרים לתאי גזע עובריים המכונים תאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים (תאי iPS) - הזרימה התרגשות רעננה לרפואה מתחדשת. בתהליך זה, מדענים משתמשים בנגיפים בכדי להעביר שלושה עד ארבעה גנים לתא בוגר ולתכנתו מחדש למצב הלא מתמחה, מה שמאפשר לו לצמוח לכל סוג של תא בגוף. בפרק זמן של חודשים דיווחו הצוות של ימנאקה ושלושה אחרים על הצלחה בשימוש בתאים אנושיים מעור בוגר ורקמות מפרקים ועורלה שזה עתה נולדה.

עכשיו קשה למצוא מעבדה שמתרכזת רק בשיבוט עוברי. ג'יימי תומסון, הראשון שקטף תאים בני קיימא מעובר אנושי וגדל אותם בתרבית, למשל, לקח לאחרונה את האחריות על מכון המתמקד בעיקר בתאי iPS. למרות שהטכניקה אינה יעילה עד כה פחות מאחוז אחד מהתאים הופכים לריבוי פוטנציאל - מדענים רואים בגישה של iPS דרך מהירה יותר לתאים המתאימים לחקר מחלות ובסופו של דבר למרפאה.

עם iPS, מתלהב וילמוט, הצוות שלו יכול ללמוד שורות תאים במקום להיאבק כדי להשיג אותם. "כל שעליך לעשות הוא לקחת כמה תאי עור ממישהו שככל הנראה ירש את המחלה, לפזר עליהם 'אבק קסמים' ולהמתין שלושה שבועות", הוא אומר. "ויש לך תאים רבים." וילמוט ומשתפי הפעולה שלו, כולל ג'ורג 'דיילי מבית החולים לילדים בבוסטון וכריס שו מקינג'ס קולג' בלונדון, מקווים להשתמש בתאי iPS כדי לאתר מוטציות המעורבות ב- ALS.

השיטה עדיין לא מבטיחה ריפוי מהיר. ב- ALS, למשל, על החוקרים להאיץ את התפתחות המחלה ולתרבות משותפת את התאים השונים המעורבים במצב. מדענים היו רוצים להימנע מווקטורים רטרו-ויראליים, המסוכנים מכיוון שהם מעבירים את הגנים באופן אקראי לכרומוזום. יתר על כן, הגנים החדשים עשויים להשתנות ברמת הפעילות, להדליק בדרכים מפתיעות או להשפיע לרעה על גנים אחרים. צוותים מסוימים הצליחו לייצר תאי iPS ללא הגן המייצר גידול בו השתמש יאמאנאקה, אך הם גילו כי כתוצאה מכך הם הגיעו לתאי iPS רבים פחות.

מדענים לא מבינים לחלוטין כיצד עובד תכנות מחדש של iPS - הגנים שהוכנסו עשויים לייצג מעגל רגולטורי ליבה, או שהם עשויים להפעיל גנים אחרים. לא ברור גם אם התוצאות שונות בעדינות מתאי גזע עובריים. איש עדיין לא גידל את השניים וערך השוואה זה לצד זה, והישרדות לאחר ההשתלה נותרה בלתי ידועה עבור שניהם.

תאי iPS עשויים להכריח ביולוגים להשליך רעיונות מקובלים לגבי המשמעות של תא מובחן, אומר צוקה, שמעבדתו בוחנת מאפיינים של תאי גזע עובריים. אולי, הוא מציע, אין צורך לעבור תא עוברי בכל שלב של התפתחות כדי ליצור סוג תא מסוים. יכול להיות שיש סט של "רגולטורים ראשיים" שיאפשרו, למשל, תא עור להפוך לנוירון בוגר מבלי לעבור את המצב העוברי.

למרות שקפצו על עגלת ה- iPS, וילמוט וחלוצי שיבוט אחרים מתעקשים כי יש להמשיך במחקר תאי גזע עובריים. SCNT הציע שיעורים חשובים על ביולוגיה בסיסית וימשיך לאפשר לימודי תכנות ותכנות מחדש של תאים מחוץ לגנום. רק תאים עובריים יכולים לענות על שאלות בנושא פוריות והתפתחות אנושית מוקדמת מאוד. מדענים גם יסתמכו על SCNT כדי לייצר מודלים של יונקים של מחלות כגון סיסטיק פיברוזיס וליישומים חקלאיים כמו ייצור חלבונים אנושיים בחלב בעלי חיים.

"פשוט מוקדם להתחיל לשים שדרה אחת על פני אחרת", אומר דיילי, שהוא גם נשיא החברה הבינלאומית לחקר תאי גזע. המעבדה שלו משתמשת הן ב- SCNT והן ב- iPS כדי להבין את ריבוי העוצמה. דיילי חושש שהסנטימנט הציבורי עלול להתנגד לעבודה עוברית ומקווה שממשל אמריקני חדש יפתח הזדמנויות לשכפל שורות תאים חדשות למחקר.

ואכן, כאשר המדענים מפנים את תשומת ליבם למקום אחר, מתנגדי מחקר התאים העובריים ניצלו את הרגע לתקוף. "אין סיבה תקפה לשיבוט אנושי כלשהו" או להרס עוברים, כתב טוני פרקינס מהמועצה לחקר המשפחה. קשה לחמוק מהתחושה שמחקר SCNT נמצא בדעיכה. המחסומים האתיים ואספקת הביציות הקצרות נותרים מרתיעים. אם iPS מתארך, מנבא וילמוט, העברה גרעינית לייצור שורות תאים עשויה להפוך יום אחד לשיעור היסטוריה.