חוקרים הצליחו להשיב לחולדות משותקות את יכולת ההליכה

פגיעת חוט שדרה היא אירוע חמור המוביל לעתים קרובות לשיתוק בלתי הפיך באזורים קריטיים בגוף. למרות ההתפתחויות המשמעותיות בעולם השיקום ופיתוחים כגון השתלת עצב, ריפוי תאי והשתלה של רקמות מהונדסות, עד כה לא שוקם חוט שדרה קטוע באופן מלא.

כעת, שיתוף פעולה בין מומחים מעולם ההנדסה הביו-רפואית ותאי הגזע מאוניברסיטת תל אביב ומהטכניון הביא לתוצאות חסרות תקדים, כאשר קבוצת המחקר הצליחה להשיב את יכולת ההליכה לחולדות משותקות, באמצעות שיקום חוט שדרה שנקטע. המחקר החדש מעורר תקוות גדולות, וכעת נדרשים מחקרי המשך שיובילו ליישום הטכנולוגיה בבני אדם.

את המחקר, שהתפרסם בכתב העת Frontiers in Neuroscience, הובילו פרופ' דניאל אופן מהפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר ומבית הספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב, ופרופ' שולמית לבנברג, דקאנית הפקולטה להנדסה ביו־רפואית בטכניון. את המחקר במעבדה הובילו הדוקטורנטים ארז שור וחוויאר גנץ.

בשילוב מוחות

החוקרים גידלו רקמה שתחבר בין שני קצוות חוט שדרה קטוע של חולדות ותייצר תאי עצב חדשים, כדי להשיב לחולדות את יכולת התחושה והתפקודים המוטוריים. לשם כך היה צורך בשילוב של מספר טכנולוגיות.

בשלב הראשון בודדו החוקרים תאי גזע בוגרים מאזור החניכיים במעבדה של פרופ' סנדו פיטרו מבית הספר לרפואת שיניים באוניברסיטת תל אביב. לתאי גזע מאזור החניכיים יכולת התמיינות גמישה והם יחסית קלים להפקה.

בשלב השני, תאי הגזע הונחו על גבי הפיגומים התלת-ממדיים הייעודיים והושתלו בחוט השדרה, לפי שיטת הנדסת הרקמות שפיתחה פרופ' שולמית לבנברג מהטכניון. הפיגומים, העשויים מחומרים מתכלים (bio-compatible) המאושרים לשימוש רפואי, מהווים סביבה תלת-ממדית שבה יכולים התאים להיצמד, לגדול ולהתחלק תוך שמירה על התמיינות תקינה ותכונות מכניות נדרשות.

בשלב השלישי, נעשה שימוש בפיתוח של פרופ' דניאל אופן מאוניברסיטת תל אביב, שאיפשר התמיינות של תאי הגזע לתאים שמפרישים חלבונים המזרזים שיקום של תאי העצב.

שחזור הדרגתי של חוט השדרה

התוצאות כאמור מרשימות ביותר: השתלה של פיסת רקמה תלת-ממדית מהונדסת החזירה ל-42% מהחולדות, תוך כשלושה שבועות, את יכולת ההליכה, את הקואורדינציה ויכולות מוטוריות נוספות. זאת לעומת 0% מהחולדות הלא מטופלות מקבוצת הביקורת.

על פי המדד המקובל של שיקום תפקודי (הנעים בין 21-0), הציון הממוצע שהושג בקרב החולדות המטופלות היה 9.7. 42% מהן השיגו ציון העולה על 17, שפירושו השבת השליטה העצבית באופן המאפשר לאורגניזם הליכה מתואמת, הצבה נכונה של כף הרגל, גובה הרגל מעל הקרקע, תמיכה במשקל, יציבות כללית ותיאום זנב-כפה. ברוב החולדות המטופלות נרשם שיפור גם בתגובות החושיות לגירויים חיצוניים, וזאת בעקבות השתקמות מסלולי האותות החשמליים בין תאי העצב.

מעקב אחר תהליך השיקום גילה כי ההשתלה הובילה לשחזור הדרגתי של חוט השדרה הקטוע, תוך צמיחה מחדש של אקסונים ותאי עצב ובלימת היווצרות צלקת. הפיגום חיוני לתהליך זה, מפני שהוא מכוון את כיוון הצמיחה של תאי העצב והאקסונים, ומעניק לרקמה איזון נכון בין גמישות לקשיות. פיגום זה מתכלה בהדרגה ונעלם סופית כ-60 יום לאחר ההשתלה.

המסקנות מאמתות את השערת המחקר לפיה שילוב ספציפי של פיגומים ייעודיים, תאי גזע שמקורם ברקמת חניכיים אנושית וגורמי גדילה מתאימים יובילו לרגנרציה (שיחזור) של חוט השדרה במקום שבו הוא נקטע.

המחקר נערך בתמיכת קרן J&J Shervington, האגודה הישראלית לפגיעות חוט שדרה והקרן הלאומית למדע.