לייצר ארס נחשים במבחנה

במיקרוסקופ, צברי התאים הקטנים נראים כבועיות שמנמנות, בצבעי חום חלודה. המראה הפשוט של הבועיות  הפשוט לא מסגיר את הפוטנציאל הרב שטמון בהן: אלה "אורגנואידים", כלומר "דמויי איברים" שהתפתחו מתאי גזע בבלוטות ארס של נחשים, והם מסוגלים לייצר במעבדה את אותו ארס ממש שמייצרות הבלוטות. החוקרים מקווים שהם יאפשרו לחקור את הרעלנים של הנחשים, ולייצר נסיובים נגדם בקלות רבה הרבה יותר. אורגנואידים הוא השם שניתן לצבירי תאים תלת-ממדיים שמגדלים במעבדה מתאי גזע של איבר מסוים, ויוצרים מבנה הדומה מבחינות מסוימות לאותו איבר. מדובר לרוב במבנים קטנטנים – קוטרם של האורגנואידים במחקר הנוכחי, למשל, הוא כחצי מילימטר – אך הם מכילים כמה סוגי תאים, ומסוגלים לבצע פעולות שונות שמבצע האיבר המקורי. אחת הדוגמאות המרשימות ביותר לכך התפרסמה לפני כשנתיים, כאשר מדענים ישראלים יצרו אורגנואידים של מוחות בני אדם.

תרבית של ארס

במחקר החדש, לקחו חוקרים מהולנד תאים של בלוטות ארס מתשעה מינים של נחשים, ממשפחת הפתניים וממשפחת הצפעיים, והצליחו לגדל מהם אורגנואידים. זו הפעם הראשונה שניסוי כזה נעשה עם תאים של זוחל. "איש לא ידע דבר על תאי גזע בנחשים", אמר הנס קלברס (Clevers), שבמעבדתו נערך המחקר, לכתב העת Science. "לא ידענו אם זה אפשרי בכלל".

הם גילו שזה אכן אפשרי, ושהאורגנואידים שגידלו גם פועלים כמו הבלוטות המקוריות , ומפרישים ארס. כשהחוקרים בדקו אילו חלבונים מייצרים האורגנואידים, הם גילו שכל אחד מהם  מורכב מכמה סוגי תאים, וכל סוג מפריש מרכיבים אחרים של הארס. "ידענו שבאיברי הפרשה אחרים, כמו הלבלב והמעי, יש סוגי תאים מתמחים שמייצרים חלק מסוים של ההורמונים", אמר יופ בוימר (Beumer), מהחוקרים החתומים על המאמר. "עכשיו אנחנו רואים בפעם הראשונה שכך מיוצרים גם  רעלנים בבלוטות הארס של נחשים". 

האם הנוזל שמפרישים האורגנואידים הוא אכן ארס פעיל? כדי לבדוק זאת התמקדו החוקרים באורגנואידים שיוצרו ממין אחד של פתן, Aspidelaps lubricus, וניתחו את הנוזל שהפרישו. מבחינה כימית, הוא היה כמעט זהה לארס שהנחש מייצר, וכשבדקו אותו הוא גם הראה את אותן השפעות. החוקרים השתמשו באיבר-על-שבב מתאי שריר של עכבר. כשחשפו את ה"שריר" הזה לארס שיוצר באורגנואידים, הוא שותק – ממש כמו שקרה כשחשפו אותו לארס שהופק מהבלוטות של נחש חי. גם תאי מוח של עכבר הגיבו בצורה דומה.

תאים שונים בבלוטת ארס של נחש מייצרים רעלנים שונים, פה צבועים בכחול וירוק | קרדיט: Joep Beumer, Yorick Post, Jens Puschhof, © Hubrecht Institute

ארס לפי הזמנה?

הניסויים האלו מראים שהאורגנואידים מייצרים ארס ממש כמו הנחשים עצמם, ומשמעות הדבר היא שהחוקרים יכולים להפיק בעזרתם כמויות גדולות של ארס במעבדה. בינתיים אמנם יש להם אורגנואידים מתשעה מינים של נחשים בלבד, אך אין מניעה לייצר אותם מכל מין נחש שנרצה. "זו פריצת דרך", אמר חוסה מריה גוטיירס (Gutiérrez), מומחה לארס נחשים שלא היה מעורב במחקר, בראיון ל-Science. "המחקר הזה פותח אפשרויות חדשות לחקר הביולוגיה התאית של התאים מפרישי הארס, בצורה שלא הייתה אפשרית בעבר". בין מיני הנחשים הארסיים יש כאלו שהם נדירים מאוד או שקשה לגדל אותם במעבדה, ציין גוטיירס, והטכנולוגיה החדשה תוכל לעזור לנו לאפיין את הארס שלהם בפעם הראשונה. 

בנוסף, הפקת הארס חשובה כדי ליצור נסיובים, תרכובות נוגדנים שאפשר להזריק לאנשים שהוכשו כדי לנטרל את הרעלנים ולמנוע פגיעה חמורה או מוות. "יותר ממאה אלף בני אדם מתים מהכשות נחש כל שנה, בעיקר במדינות מתפתחות", אמר קלברס. "ועדיין אנחנו משתמשים בשיטות לייצור נסיובים שלא השתנו מהמאה ה-19". 

הוא מקווה שהטכנולוגיה החדשה תוביל לייצור יעיל יותר של נסיובים, וגם למחקר שיניב אולי תרופות חדשות – כבר עכשיו חוקרים מפתחים תרופות נגד כאב, לחץ דם ואפילו סרטן מרעלנים בארס נחשים. מי יודע מה ימצאו בעתיד בארס, כאשר אפשר יהיה לייצרו בכמויות גדולות לפי הזמנה.