חוקרים הצליחו לתקן צלקות בלב, בעזרת שילוב של טכנולוגיה מתקדמת מעולם החיסונים ושל שיטה ששימשה עד כה לגיוס תאי דם לבנים למלחמה בסרטן

מדענים מאוניברסיטת פנסילבניה בארצות הברית פיתחו דרך לתקן לבבות פגומים ומצולקים, באמצעות שילוב של שתי גישות פורצות דרך. אחת מהן היא הטכנולוגיה שזכתה בשנה האחרונה לפרסום רב עקב השימוש שנעשה בה לחיסוני ה-mRNA נגד נגיף הקורונה, ושמאפשרת לגרום לתאים בגוף לייצר באופן זמני חלבונים ספציפיים. השנייה היא שיטה הקרויה CAR-T, שמאפשרת לתכנת את תאי מערכת החיסון לפגוע בתאים מסוג מסוים – למשל אלה המעורבים ביצירת צלקות בלב. כך עולה ממחקר חדש שפורסם בכתב העת Science.

צלקות ומחלות לב

על פי ארגון הבריאות העולמי, גורם המוות המוביל בעולם הוא מחלות לב וכלי דם, שאחראיות על כ-16 אחוז ממקרי המוות. אחד הגורמים למחלות לב ולאי ספיקת לב הוא תהליך בשם פיברוזיס, שעלול להתרחש בעקבות התקף לב או פציעה של הלב. כשזרימת הדם לשריר הלב נחסמת, או כשנגרם נזק לרקמת האיבר, אזורים בלב מתים ונוצרת רקמת צלקת קשיחה שמקשה על הלב לשאוב דם ולהזרים אותו למערכות הגוף.

הגורמים הישירים לצלקת הם תאים ברקמת הלב שנקראים תאים פיברובלסטיים. כשקורה נזק ללב הם מתרבים בהמוניהם, ומייצרים כמויות גבוהות של חלבונים כמו קולגן ואלסטין, שחשובים לבניית המצע התומך מבנית בתאי הרקמה. הייצור המוגבר שלהם, שעולה על יכולת הגוף לפרק את החלבונים העודפים, גורם להם להצטבר וליצור רקמה נוקשה ופחות גמישה, כלומר צלקת. התהליך הזה עלול להותיר ברקמה נזק קשה ובלתי הפיך. במקרים חמורים, הנפגע יסבול מאי-ספיקת לב – תופעה שעשויה להתבטא בין השאר בעייפות ניכרת, בכושר גופני ירוד, קוצר נשימה והצטברות נוזלים ברֵיאות או בבצקת היקפית, ועלולה להיות קטלנית.

תמונת אולטרסאונד של לב עם פיברוזיס | Zephyr, Science Photo Library
כשנגרם נזק לרקמת האיבר, אזורים בלב מתים ונוצרת רקמת צלקת קשיחה. תמונת אולטרסאונד של לב עם פיברוזיס | Zephyr, Science Photo Library

לפגוע ביוצרי הצלקת

במחקר החדש, המדענים תיקנו את הצלקות בלב בעזרת שיטה טיפולית חדשנית בשם CAR-T, המשמשת בין השאר לטיפול אימונותרפי בסרטן, כלומר טיפול שמגייס את מערכת החיסון של הגוף למלחמה בגידול הממאיר. בשיטה הזאת אוספים מגוף החולה תאי דם לבנים מסוג T, שממלאים תפקיד מרכזי בפעילות מערכת החיסון, ומוסיפים להם במעבדה באמצעות הנדסה גנטית קולטן שיודע לזהות את תאי הסרטן, או כל קבוצת תאים אחרת שמבקשים להשמיד. לאחר מכן, כשהתאים מוחזרים לגוף החולה, הם תוקפים את הגידול הסרטני ומחסלים אותו.

הטיפול הזה היה הטיפול התאי המהונדס הראשון שקיבל את אישור מינהל המזון והתרופות של ארצות הברית (FDA), והוא משמש בהצלחה לטיפול בסרטני דם כמו לוקמיה ולימפומה. חסרונו הבולט הוא עלותו הגבוהה, שהגיעה בתחילת הדרך עד קרוב לחצי מיליון דולר.

אילוסטרציה של תאי T שעברו הנדסה גנטית תוקפים תא סרטני | Shutterstock, Meletios Verras
התאים המהונדסים תוקפים את הגידול הסרטני ומחסלים אותו. אילוסטרציה של תאי T שעברו הנדסה גנטית תוקפים תא סרטני | Shutterstock, Meletios Verras

כעת הצליחו החוקרים לייצר תאי CAR-T ישירות בתוך גופם של עכברים, בלי צורך להוציא תאים, להנדסם ולהחזיר אותם לגוף בתהליך יקר ומסובך. הם גם השתמשו בהם לטיפול בבעיה אחרת לגמרי – הצטלקות של הלב. לשם כך כיוונו אותם באמצעות קולטן מתאים לתאים הפיברובלסטים יוצרי הצלקת בלב. תאי ה-T המהונדסים נקשרו אליהם, פגעו בהם והביאו להיעלמות הצלקות.

כדי ליצור את תאי החיסון המהונדסים בתוך הגוף השתמשו החוקרים בטכנולוגיה דומה לזאת שבה משתמשות החברות פייזר ומודרנה בחיסונים שהן מייצרות נגד נגיף הקורונה. בתוך ננו-חלקיקים זעירים הם ארזו מולקולות של RNA שליח (mRNA), שהכילו הוראות לייצור הקולטן המאפשר לתאי ה-T להיצמד לתאים יוצר הצלקת ולהשמיד אותם. על פני הננו-חלקיקים, שאותם הזריקו לעכברים, שיבצו נוגדנים שיגרמו להם להיצמד ישירות רק לתאי ה-T ולהחדיר לתוכם את קוד ה-RNA עם ההוראות הדרושות, כך שתאים אחרים לא ייצרו את הקולטנים.

מאחר שמולקולת ה-mRNA מתפרקת מהר, תאי החיסון המהונדסים נוצרים בגוף במשך יומיים לכל היותר אחרי הזריקה. כך התאים הפיברובלסטים לא נפגעים לצמיתות אלא רק לזמן קצר, עד שהצלקות מחלימות. לאחר מכן הם חוזרים לפעילותם הרגילה, בתוך רקמת לב בריאה. השיטה גם לא משנה את הקוד הגנטי של תאי ה-T, בניגוד לשיטת CAR-T המקורית, ולכן אין סיכון לפגיעה ארוכת טווח בתאים האלו.

אילוסטרציה של פעולת השיטה | מריה גורוחובסקי
החוקרים כיוונו את תאי ה-T באמצעות קולטן מתאים לתאים יוצרי הצלקת בלב. אילוסטרציה של פעולת השיטה | מריה גורוחובסקי

תיקון לבבות פגומים

כדי לבדוק אם הטיפול אכן יעיל, הזריקו החוקרים לעכברים חומרים להעלאת לחץ הדם, שגרמו להתפתחות צלקות רבות בלב בתוך שבוע. לאחר מכן הזריקו להם את הננו-חלקיקים וכעבור שבועיים בדקו את מצב הלב שלהם. התוצאות היו חד-משמעיות: הרקמות הצלקתיות בלבבות העכברים הצטמקו מאוד ואצל חלקם אף נעלמו לגמרי, ותפקוד הלב השתפר באופן משמעותי.

הצלחת הטיפול בעכברים, והעובדה שהוא ניתן בזריקה ושהשינוי הגנטי נעשה בתוך גוף החולה בלי צורך בהתערבות כירורגית מורכבת, מעוררת תקווה שביום מהימים יהיה אפשר להתאימו גם לטיפול בבני אדם, אם כי התהליך, מן הסתם, יימשך שנים. בהודעה לעיתונות ציין האיג אגאג'ניאן (Aghajanian), ממחברי המאמר, כי השיטה שפיתחו עשויה לעזור בעתיד בתיקון רקמות צלקתיות שנוצרו באיברים נוספים, כגון הכליות, הכבד והמעיים, ואפילו בצלקות על העור באמצעות זריקות מקומיות.