התאים יודעים איזה גוף לבנות. מייקל לוין רוצה ללמוד איך לשנות אותו

עשרים וארבע שעות שהפעילו תהליך של חודשים

צפרדע בוגרת אינה מצמיחה מחדש רגל שאבדה. בניסוי של מייקל לוין ודיוויד קפלן, החוקרים הצמידו לגדם מתקן קטן ובו תערובת תרופות למשך עשרים וארבע שעות בלבד. הטיפול הקצר הפעיל תהליך שנמשך חודשים והוביל לצמיחה של רגל מתפקדת. החוקרים לא בנו את האיבר תא אחר תא. הם ניסו לתת לרקמה אות, ואז אפשרו לה לבצע בעצמה את רוב העבודה.

זה הרעיון שמוביל את תוכנית המחקר של לוין. במקום להתייחס לגוף כאוסף חלקים שיש לתקן בנפרד, הוא בוחן כיצד תאים רבים מתאמים יעד גדול מהם: איפה צריכה להיות עין, כמה אצבעות לבנות ומתי לעצור. מבחינתו, האתגר הרפואי הוא ללמוד איך לדבר עם המערכת הזאת בלי לפרט לה כל צעד בדרך.

אף תא בודד אינו יודע מהי אצבע

גם תאים שאינם תאי עצב מחזיקים מתח חשמלי על פני הקרום שלהם. תעלות יונים מאפשרות לחלקיקים טעונים לעבור פנימה והחוצה, וחיבורים בין תאים מאפשרים לדפוסי המתח להתפשט ברקמה. האותות איטיים ועדינים יותר מאלה שבמוח, אבל הם מופיעים בזמן התפתחות, תיקון ושמירה על מבנה הגוף.

לוין מכנה את החיבור הזה תבונה קולקטיבית. אין כאן טענה שכל תא חושב כמו אדם. הכוונה היא שקבוצת תאים יכולה לאסוף מידע, לזכור מצב רצוי ולהגיב לפגיעה בדרך שאינה קיימת אצל תא יחיד. במאמר משנת 2024 הוא מתאר את הרשתות הביואלקטריות כדבק שמחבר פעולות מקומיות למטרה אנטומית רחבה.

כשהתא מפסיק להקשיב לקבוצה

החיבור לסרטן נובע מאותה תמונה. תא סרטני ממשיך לחלק את עצמו גם כשהגוף אינו זקוק לכך. לוין ועמיתיו בוחנים אם חלק מן ההתנהגות הזאת קשור לאובדן התקשורת החשמלית שמחברת את התא ליעדים של הרקמה. בניסויים בבעלי חיים, שינוי תעלות יונים ושיקום דפוסי מתח הצליחו לדכא התנהגות סרטנית גם בלי להסיר את המוטציות שבתאים.

זה ממצא ניסויי, לא טיפול מוכח בבני אדם. הוא מעלה אפשרות חשובה: לפעמים הדרך לשנות תא אינה להרוס אותו או לתקן כל גן בנפרד, אלא לחבר אותו מחדש למידע של הקבוצה. מחקרי המעבדה גם זיהו דפוסי מתח חריגים לפני הופעת גידולים גלויים בראשנים, כיוון שעשוי בעתיד לסייע באבחון מוקדם.

הזדקנות כאובדן של הוראות הצורה

בסקירה שפרסמו ליאו פיו לופז ולוין בשנת 2024 הם מציעים להוסיף לתמונת ההזדקנות מרכיב נוסף. לצד נזק מולקולרי, קיצור טלומרים ושינויים בחילוף החומרים, ייתכן שרקמות מאבדות בהדרגה מידע שעוזר להן לשמור על הצורה והתפקוד הרצויים. הם מכנים זאת אובדן מידע מורפוסטטי, כלומר היחלשות היכולת לשמור על המבנה בזמן שהחומר שמרכיב אותו מתחלף ונפגע.

זה עדיין מודל ותוכנית מחקר. אין כיום טיפול ביואלקטרי שהוכח כמחזיר גוף אנושי למצב צעיר. הערך של ההצעה נמצא במבחנים שהיא מנסחת: למדוד כיצד דפוסי מתח משתנים עם הגיל, לברר אם שינוי ממוקד שלהם משפר תיקון רקמות, ולבדוק אם השיפור נשמר בלי לעורר גדילה בלתי מבוקרת.

המחשב האנטומי שלוין רוצה לבנות

לוין מתאר יעד עתידי בשם מהדר אנטומי. אדם יגדיר למערכת צורה רצויה, כמו איבר חלופי, והמערכת תתרגם אותה לסדרת גירויים שתגרום לתאים לבנות אותה. זה אינו מדפסת ביולוגית שמניחה כל תא במקומו. הדימוי הקרוב יותר הוא מנצח שנותן סימן לתזמורת שכבר יודעת לנגן.

החזון רחוק. החוקרים עדיין אינם יודעים לקרוא את רוב השפה החשמלית של הרקמות, ותוצאה שהושגה בצפרדע אינה מבטיחה פעולה דומה ביונק. גם שליטה בצמיחה חייבת לכלול בלמים ברורים. מערכת שיודעת להפעיל התחדשות צריכה לדעת באותה מידה מתי לעצור אותה.

המבחן שיעביר את הרעיון אל הרפואה

השלב שכדאי לעקוב אחריו אינו עוד מטפורה על תאים חכמים, אלא ניסוי מוגדר: אות ביואלקטרי ידוע, יעד אנטומי שנקבע מראש ותוצאה שנשמרת לאורך זמן בלי גידול חריג. הצלחה חוזרת ביונקים תהיה נקודת מעבר חשובה. עד אז, עבודתו של לוין מציבה אפשרות מסקרנת ומדידה: ייתכן שהגוף אינו זקוק מאיתנו להוראות בנייה מלאות, אלא למסר הנכון ברגע הנכון.