החלבון שמגן על המעיים מקרינה

קרינה מייננת, כגון קרינת רנטגן וקרינה רדיואקטיבית, היא מסוכנת, והנזק העיקרי שלה הוא שברים ב-DNA. כאשר מנת הקרינה קטנה יחסית – כמו למשל בצילום רנטגן או CT – התאים מסוגלים בדרך כלל לתקן את הנזק המועט שנגרם להם. בדרך כלל, אך לא תמיד: לעיתים הנזקים אינם מתוקנים כראוי, ונגרמות מוטציות שעלולות להוביל להתפתחות סרטן. כדי להימנע מכך מומלץ לצמצם את החשיפה לקרינה מייננת למינימום, אבל לעתים אנשים נאלצים להיחשף לרמות קרינה גבוהות, למשל בטיפולי קרינה כנגד סרטן. במקרה זה הטיפול מתוכנן כך שהקרינה תתמקד באזור שבו נמצא הגידול, כדי לצמצם את הפגיעה בשאר התאים.

הטיפול בקרינה יעיל במקרה של סרטן מכיוון שהתאים האלו מתחלקים בתדירות גבוהה, וכתוצאה מכך ה-DNA שלהם חשוף יותר לנזקי קרינה מאשר ה-DNA של תאי גוף תקינים, המתחלקים באיטיות. אך יש בגוף גם תאים בריאים שמתחלקים בתדירות גבוהה, כמו למשל תאי הגזע במעי, שמחדשים באופן הזה את ציפוי המעי. כתוצאה מכך, חשיפה לקרינה מייננת חזקה, למשל בטיפולים כנגד סרטן הערמונית, עלולה לגרום אצל 2 אחוזים מהמטופלים למחלת מעיים קטלנית: בתוך שבוע עד 10 ימים, התאים המצפים את המעי נפגעים, והחולה סובל משלשול מימי חמור ובעקבותיו מאיבוד מלחים ומהתייבשות. בנוסף מתרחשים דימום במעי וחדירה של חיידקים מהמעי לדם, עד כדי פגיעה מערכתית כללית ומוות. 

קבוצות המחקר של נביל דג'ודר (Djouder) מהמכון לחקר הסרטן במדריד ושל סרג'יו דה לה רוזה (de la Rosa) מבית החולים על שם רמון כחל במדריד ניסו להבין מהם התהליכים הביולוגיים שגורמים למחלת המעיים החריפה לאחר חשיפה למנת קרינה קטלנית. המחקר, אשר בוצע בעכברים, פורסם בכתב העת Science. 

החלבון שמגן על תאי המעי

מחקרים קודמים זיהו חלבון שכונה בשם "פרפולדין לא-קונוונציונלי שעובר אינטראקציה עם RAB5", או בקיצור URI, אשר מונע נזקים ל-DNA. ראשית, בדקו החוקרים את תגובת החלבון לקרינה. הם ראו שרמתו משתנה לאחר החשיפה לקרינה: היא עולה ביומיים הראשונים, יורדת לרמה נמוכה מהרגיל ביומיים לאחר מכן, וחוזרת למצב רגיל אחרי שבוע נוסף. בניסוי אחר, שינו החוקרים את רמת החלבון במעי באופן מלאכותי, ומצאו כי כאשר רמת ה-URI עלתה העכברים נעשו עמידים יותר לקרינה; ואילו כאשר רמת ה-URI ירדה למחצית מהרמה הנורמלית, העכברים נעשו רגישים יותר לקרינה. עכברים שרמת ה-URI במעי שלהם הורדה לאפס מתו ממחלת מעיים שדומה בתסמיניה למחלת הקרינה.

במעי יש שני סוגים של תאי גזע: תאים שמתחלקים מהר ותאים שמתחלקים לאט. החוקרים מצאו ש-URI נמצא בעיקר בתאי הגזע שמתחלקים לאט, ומונע מהם להתחלק במהירות. כאמור, בתגובה לקרינה רמת ה-URI עולה, ולכן התאים מפסיקים להתחלק – כך יש להם זמן לתקן את נזקי הקרינה מבלי שייגרמו נזקים נוספים לתאי הבת. לאחר מכן רמתו יורדת ומאפשרת לתאים להתחלק במהירות רבה יותר, וכך להחליף את התאים שמתו בעקבות הקרינה. החוקרים ניסו לפענח את מנגנון הפעולה של URI, ומצאו כי הוא מעכב את הפעילות של חלבון אחר בשם MYC, אשר מעודד את חלוקת התא.

על סמך ממצאים אלה, החוקרים משערים כי תרופות שיעלו את רמת ה-URI בתאי הגזע במעי, או יפחיתו את הפעילות של MYC במעי, יעזרו להגן על המעי מנזקי הקרינה. טיפולים כאלו יוכלו לעזור לנפגעי קרינה, וגם יאפשרו שימוש בקרינה חזקה יותר כדי לחסל גידולים סרטניים.