מגדלים כליות
חוקרים בנו מודלים של כליות אנושיות באמצעות שימוש בתאי גזע עובריים. כך הם מקווים לפתח טיפולים לפגיעה כלייתית אצל יילודים ומבוגרים
המרכז הרפואי שיבא ואוניברסיטת תל אביב|רופא וחוקר, ראש המעבדה לחקר הכליה במכון לנפרולוגיה ויתר לחץ דם
החיים עצמם:
ד"ר אורן פלניצאנו, נשוי לטל ואבא ללביא ויהלי מתגורר בקרית אונו.
לכליות תפקידים רבים, ובהם ויסות משק הנוזלים בגוף ואיזונו, הפרשת הורמונים חיוניים, סינון הדם ופליטת חומרי פסולת מטבולית, רעלים וחומרים כימיים זרים מהגוף לשתן. פגיעה בכליות יכולה לגרום להצטברות של חומרי פסולת ונוזלים בגוף, להפרעה בייצור חומרים חיוניים ולהפרעות במאזן מינרלים כמו נתרן, אשלגן, מגנזיום, סידן וזרחן.
יחידות המבנה והתפקוד הבסיסיות של הכליות, שבין השאר מווסתות את כמות הנוזלים בגוף ומסלקות מהדם חומרי פסולת מטבוליים וחומרים זרים, הן הנפרונים. עם ההזדקנות, מספרם של הנפרונים יורד (בעיקר אצל בעלי גורמי סיכון כגון השמנה, סוכרת, יתר לחץ דם, אבני כליה ואי ספיקת לב), וכך נפגעים רקמת הכליה ותפקודה עד לכדי מחלת כליה כרונית. מחלה זו נוטה להחמיר עם הזמן ולפגוע בתפקוד של מערכות גוף רבות, ולאחר חודשים או שנים הופכת למחלת כליה סופנית שמצריכה תחליף לכליה שאינה מתפקדת – דיאליזה או השתלת כליה. גם מומי כליה, בין המומים המולדים הנפוצים ביותר המתגלים בסקירת מערכות בהיריון, יכולים להוביל למחלת כליה כרונית ולצורך בדיאליזה או השתלת כליה בגיל צעיר.
מה השאלה?
כיצד ניתן לחקור את התפתחות הכליות, תפקודן ופגיעותן בהתבסס על דגימות מי שפיר?
“כ-15% מהאוכלוסייה סובלים מאי ספיקת כליות – אחד מגורמי התחלואה העיקריים בעולם המערבי, שמעלה את הסיכון למחלות נוספות ולא ניתן לעצור אותו. בנוסף, בכחצי אחוז מהלידות מתגלה אצל היילוד מום כלייתי (למשל מסוג היפודיספלזיה), שבו מספר הנפרונים קטן משמעותית והכליות אינן מפותחות ולא מתפקדות. התרופות הקיימות לא תמיד מצליחות לעצור את ההידרדרות, אולי רק להאט אותה. ולכן הפתרון האידיאלי במקרים הללו הוא לגרום לייצור נפרונים חדשים בגוף”, מסביר ד”ר אורן פלניצאנו, רופא וחוקר, ראש המעבדה לחקר הכליה במכון לנפרולוגיה ויתר לחץ דם ומתמחה במרכז הרפואי שיבא ומרצה בכיר באוניברסיטת תל אביב בנושא תאי גזע של הכליות.
ד”ר פלניצאנו וצוותו חוקרים את הגורמים לפגיעה בתפקוד הכליות ומנסים לפתח טיפולים לעצירת החמרתה וגם מנגנונים לחידוש כליות פגועות (רפואה מחדשת, רגנרטיבית). ניסוייהם נעשים בעיקר על תאי גזע שמקורם בעובר, שמתמיינים לתאי כליה (בשלב שבו הם מייצרים נפרונים), אשר נשאבים בבדיקות מי שפיר שנשים עוברות בהריון. “אנחנו דוגמים מי שפיר, מבודדים מהם תאי כליה עובריים ומגדלים אותם לכדי מבנים שדומים לכליה. כך אנחנו חוקרים את התפתחות האיבר ותפקודו”, מסביר ד”ר פלניצאנו.
מחקרו האחרון של ד”ר פלניצאנו, שנעשה בשיתוף ד”ר פזית בקרמן, פרופ’ בועז וייס, ופרופ’ בני דקל ובהובלת ד”ר רינה לוין-קליין וד”ר אולגה בבוסובה, ואשר זכה במענק מהקרן הלאומית למדע, התבסס על דגימות מי שפיר שנלקחו ממאות נשים במרכז הרפואי שיבא. החוקרים גידלו את תאי הגזע הכלייתיים בתוך ג’ל שמכיל את המולקולות הנדרשות להתמיינותם והתפתחותם לתאי כליה מסוגים שונים. לדברי ד”ר פלניצאנו, “מי שפיר הם למעשה השתן של העובר ולכן הם מכילים תאי גזע כלייתיים. סיפקנו לתאים הללו תנאים שגרמו להם להרגיש ‘בבית’ ולכן הם שרדו והתפתחו, בניגוד לשאר התאים שנשאבו במי השפיר”.
כך למעשה בנו החוקרים מאות מבנים (מודלים) תלת-ממדיים שמדמים כליה מתפתחת בזמן אמת (אורגנואידים כלייתיים), שכל אחד מהם התבסס על דגימת מי שפיר של אישה ספציפית. תחילה הם בחנו אותם בשיטות מולקולריות וצביעות פלואורוסצנטיות וכך ראו שהם מבטאים סמנים קלאסיים של תאי גזע כלייתיים. לאחר מכן ערכו להם ריצוף גנטי וכך ראו שנוצרו בהם מגוון תאי כליה, בעלי תפקידים שונים.
“לכל אשה יצרנו מודל מותאם אישית – כליה מתפתחת של העובר שלה. אפיינו כל אחד מהמודלים וראינו שתאיהם מתפקדים כמו תאי כליה אמיתיים, שיכולים למשל לשאוב את החלבון אלבומין. כלומר יצרנו מודלים רבים שהם העתק נאמן למקור, מיני כליות שאפשר לחקור אותן וללמוד מהן. זו פעם ראשונה שבה פותח כלי שמדמה כליות עובריות אנושיות שהוא גם מותאם אישית וגם זמין מאוד בזמן ההריון”, אומר ד”ר פלניצאנו.
בהמשך מתכוונים החוקרים לבסס את המודלים הללו על מי שפיר של עוברים שהתגלה אצלם מום כלייתי שפוגע במספר הנפרונים ובגודל הכליה. כך יוכלו ללמוד על המום ולנסות לטפל בו, גם בעובר עצמו (למשל באמצעות תיקון המסלול התאי הפגום שגורם להתפתחות מום). בנוסף הם מתכוונים לייצר ממי השפיר מודלים של איברים נוספים, כמו ריאות (פרויקט שכבר החלו ליישמו).
“הרעיון הוא לחקור את המודלים ולאפיין אותם ובהמשך למצוא את הסיבה למומים, ולתת לעובר טיפול מותאם אישית בעודו ברחם (אחרי הלידה הכליה לא מתפתחת יותר ופוטנציאל הריפוי חולף). כך היילוד יזדקק לדיאליזה רק בגיל 50 ולא חמש – זה החזון. ובהתבסס על המידע שנקבל מהמודלים הללו, אולי נוכל גם לפתח גם טיפולים לפגיעה כלייתית בגיל המבוגר (שכאמור מתבטאת גם היא בירידה במספר הנפרונים)”, מסכם ד”ר פלניצאנו.