מבעד לרקמות: החיים החדשים של סריקות ה-MRI

לו ניתן היה, למשל, לסמן בצבעים את ביטוי הגנים בתאי הגוף, היו נפרסים לנגד עינינו תהליכים ביולוגיים חיוניים שכיום נסתרים מן העין. מהפכת הפלואורסנציה מאפשרת אמנם להאיר, במלוא מובן המלה, את הפעילות המתרחשת בתאים, אך היא אינה מאפשרת לצפות בתהליכים המתרחשים במעמקי הגוף

סריקת MRI של מוח עכבר מציגה בעזרת שני צבעים ביטוי של שני חלבונים שונים. מכון ויצמן
סריקת MRI של מוח עכבר מציגה בעזרת שני צבעים ביטוי של שני חלבונים שונים. מכון ויצמן

גם מעריצים מושבעים של סרטים בשחור-לבן אינם יכולים להתכחש לכך שכניסת הצילום בצבע הזריקה חיים חדשים לאמנות הקולנוע. וככל שמדובר בתיעוד המתרחש בגופנו, לצבע אין תחליף. לו ניתן היה, למשל, לסמן בצבעים את ביטוי הגנים בתאי הגוף, היו נפרסים לנגד עינינו תהליכים ביולוגיים חיוניים שכיום נסתרים מן העין. מהפכת הפלואורסנציה מאפשרת אמנם להאיר, במלוא מובן המלה, את הפעילות המתרחשת בתאים, אך היא אינה מאפשרת לצפות בתהליכים המתרחשים במעמקי הגוף, שכן הרקמות שבדרך מעמעמות את זוהרם של החלבונים הפלואורסצנטיים. במחקר חדש המתפרסם היום בכתב-העת המדעי Nature Biotechnology, הצליחו מדעני מכון ויצמן למדע לחדור מבעד לרקמות בדרך עוקפת: הם “הזריקו” חיים חדשים לסריקות האפרפרות של דימות תהודה מגנטית (MRI) ועקבו בצבעים אחר הביטוי של שני ״גנים מדווחים״ (reporter genes) שונים במקביל. “בעתיד ייתכן שסריקות MRI יוכלו להחליף בדיקות פולשניות או הוצאת דגימות מהגוף לבחינה תחת המיקרוסקופ”, משרטט ראש צוות המחקר, ד”ר אמנון בר-שיר, את האופק שנפתח הודות לתגלית החדשה.   

כאשר הוענק פרס נובל לכימיה לשנת 2008 על פיתוח החלבונים הפלואורסצנטיים, הודה אחד הזוכים, רוג’ר טסיין המנוח, כי לשיטה יש מגבלות, וכי בעתיד אפשר יהיה אולי להתגבר עליהן בעזרת טכנולוגיות אחרות כגון MRI. החזון שהתווה טסיין מבוסס על כך שבשונה מגלי האור, גלי הרדיו שעליהם מבוססת שיטת ה-MRI, אינם נחסמים על-ידי רקמות הגוף, גם כאשר מדובר ברקמות עבות במיוחד. עם זאת, סריקות ה-MRI המוכרות לנו כיום – בשחור-לבן – מותאמות בעיקר לדימות של אלמנטים מבניים, ואלה המתקדמות, המאפשרות קידוד בצבע, לא הותאמו למיפוי של פעילות הגנים בתאים. גם כאשר התאימו בעבר את ה-MRI למעקב אחר ביטוי גנטי, ניתן היה לעקוב אחר גן אחד בלבד בכל זמן נתון – כי פעילותו סומנה באמצעות נקודה כהה על רקע שחור-לבן. לפיכך, היכולת לעקוב אחר מספר גנים המתבטאים בו-זמנית – רצוי בעזרת צבעים שונים, כמו בתיוג פלואורסצנטי – עשויה להוות קפיצת מדרגה משמעותית בתחום הדימות.  

בקבוצתו של ד”ר בר-שיר במחלקה לכימיה מולקולרית ומדע חומרים החליטו להרים את הכפפה שזרק טסיין. צוות המחקר בהובלת מדענית הסגל ד”ר הילה אלוש-ארנון, ובשיתוף פעולה עם פרופ’ שראל פליישמן וד”ר אולגה חרסונסקי מהמחלקה למדעים ביומולקולריים, פיתח שיטה בת שני שלבים: בשלב הראשון יצרו החוקרים שתי קבוצות של תאים מהונדסים גנטית, כאשר כל קבוצה נועדה לבטא אחד משני חלבונים ייעודיים. במקביל, הם יצרו שני סוגים של גלאים מולקולריים שנועדו לנוע במחזור הדם ולהצטבר אך ורק באותם תאים שביטאו את החלבונים המהונדסים. הגלאים תוכננו כך שיפעלו בתדרים נפרדים ויגרמו להופעת צבעים שונים בסריקות MRI.

לאחר השלמת ההכנות, יישמו החוקרים את השיטה בעכברי מעבדה שהוכנסו לאחד ממכשירי ה-MRI העוצמתיים ביותר הפועלים בעולם כיום. שני הצבעים הזוהרים לא איחרו להופיע: הסריקות שהתקבלו חשפו במדויק את מיקומם של התאים אשר מבטאים את שני החלבונים המהונדסים במוחות העכברים. בכך הדגימו החוקרים את היתכנות המעקב אחר ביטוי גנים שונים במעמקי המוח והגוף באמצעות MRI. מחקרי המשך ישאפו לפתח את השיטה למיפוי מספר רב יותר של גנים בו-זמנית.

שיטת דימות חדשה זו סוללת את הדרך לשימוש ב-MRI כדי לעקוב אחר מגוון רחב של תהליכים ביולוגיים בגוף החי לצורכי מחקר – ובעתיד אף לצרכים רפואיים. כך למשל שיטה זו עשויה לאפשר לחוקרים לעקוב אחר האופן שבו אזור מוחי אחד משפיע על משנהו. אם וכאשר תותאם השיטה לשימוש בבני-אדם, היא עשויה אף לאפשר לחוקרים ולרופאים להחליף בדיקות והליכים פולשניים. כך למשל, אפשר יהיה לנטר טיפולים חדשניים בסרטן הכוללים הזרקת תאים ולעקוב במקביל אחר התאים המוזרקים ואחר תאי הגידול.

במחקר השתתפו גם נישנט טירוקוטי, תלמיד מחקר במעבדתו של ד”ר בר-שיר; ד”ר יואב פלג, ד”ר אורלי דים, ד”ר שירה אלבק, ד”ר אלכסנדר ברנדיס וטבי מלמן מהמחלקה לתשתיות מחקר מדעי החיים; ד”ר ליאת אברם וד”ר טליה הריס מהמחלקה לתשתיות למחקר כימי; וד”ר נירבהיי ידב מאוניברסיטת ג’ונס הופקינס.

עוד בנושא באתר הידען:

Note: This article have been indexed to our site. We do not claim legitimacy, ownership or copyright of any of the content above. To see the article at original source Click Here

Related Posts
Meet the World's First Phone-Free Tourist Island thumbnail

Meet the World’s First Phone-Free Tourist Island

Visitors to Finland's Ulko-Tammio will be asked to ditch their phones this summer—why not follow suit wherever you are going? Published June 21, 2023 11:35AM EDT The Eastern Gulf of Finland is sprinkled with islands, inviting swimming spots, and charismatic coastal villages. It is home to a 35-mile-wide national park, where the island of Ulko-Tammio
Read More
Save the nukes? thumbnail

Save the nukes?

In some ways, the nuclear rally looked like what you might expect. A man in a polar bear costume waved a hand-painted sign. Local politicians and activists gave speeches. A space scientist made everyone cry by asking listeners to take the cosmic perspective: “all of us together on a tiny little planet alone in the…
Read More
Assistant treasurer cosied up to banks, tech giants say thumbnail

Assistant treasurer cosied up to banks, tech giants say

Assistant Treasurer Stephen Jones is under fire for his handling of the draft scam prevention legislation after the lobby group representing tech giants, including Meta and Google, said the federal government had cosied up to the banks on the proposed laws.Technology lobby group DIGI has cited documents released under Freedom of Information laws to highlight
Read More
The Difference Between Curtains and Drapes, And Why it Matters thumbnail

The Difference Between Curtains and Drapes, And Why it Matters

Photo: Pitchayarat Chootai (Shutterstock)When it comes to window treatments, the terminology can get a little confusing—starting with “window treatment” itself. Is it a protective coating for windows, or a process like treating wood? Is it referring to the ways to fix broken or aging windows? (You get the picture.)The term “window treatments” refers to a…
Read More
Index Of News