מגזין הטכניון | סתיו 2019

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.8b03373 למא מר: הנדסת רקמות 18 וב התאים בגופנו מקיימים מגע עם ) המקיף אותם. ECM המרקם הבין-תאי ( עד לאחרונה הניחו מדענים רבים שמדובר בקשר ביוכימי בעיקרו, אולם בשנים האחרונות התברר כי אינטראקציות מכניות, למשל יכולתם של תאים לחוש בתכונותיו של המרקם ולהגיב להן, ממלאות תפקיד משמעותי בהתפתחות התא ובתפקודו. במאמר שהתפרסם לאחרונה בכתב העת המדעי מראים מדענים מהטכניון וממכון Nano Letters ויצמן למדע כיצד בדיוק משפיעים כוחות מכניים על התפתחות של כלי דם ברקמה ביולוגית. את המחקר הובילו הדוקטורנטית שירה לנדאו ופרופ' שולמית לבנברג מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון והדוקטורנט אברהם מוריאל ופרופ' ערן בוכבינדר מהמחלקה לפיזיקה כימית וביולוגית במכון ויצמן למדע, בשיתוף עם ד"ר אריאל ליבנה, לשעבר חוקר במחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא במכון ויצמן למדע. בסדרת מחקרים שהתבצעה במעבדתה של פרופ' לבנברג בטכניון נבחנה הרגישות המכנית של רשתות כלי דם, כלומר ההשפעה של כוחות מכניים על אופיין של רשתות אלה ועל כיווני צמיחתן. המחקרים בוצעו במערכת שפותחה במעבדתה של פרופ' לבנברג ונועדה לשפר תהליכים של יצירת רקמות להשתלה. יצירת רקמות מלאכותיות המיועדות להשתלה היא כלי משמעותי בטיפול רפואי. האתגר המדעי הוא לייצר את הרקמות כך שיכילו רשת של כלי דם המבטיחה אספקה סדירה של חמצן וחומרי תזונה. חשיבות גדולה נודעת לסדר הכיווני של הרשת, כלומר לסידורם בכיוון דומה לסידור כלי הדם ברקמת היעד. היבטים אלה חיוניים להיקלטותו של השתל ולהישרדותו. הטכנולוגיה שפיתחה פרופ' לבנברג מבוססת על פיגומים פולימריים תלת-ממדיים מתכלים, שעליהם נזרעים תאים ביולוגיים החיוניים להתפתחות כלי דם. יעילותה של טכנולוגיה זו הודגמה בשורה של מחקרים. פרסמו פרופ' לבנברג וד"ר דקל 2016 בשנת רוזנפלד, שהייתה בעת ההיא דוקטורנטית במעבדתה, מאמר בכתב העת המדעי "רשומות ,) PNAS האקדמיה האמריקאית למדעים" ( ובו הציגו מערכת מתיחה מקורית המפעילה על הרקמה המלאכותית כוחות המשפיעים על התהליכים הביולוגיים בתאים ואפילו על התמיינותם, צורתם, נדידתם והתארגנותם במבנים וכן על הגאומטריה של הרקמה המתפתחת, על בשלותה ועל יציבותה. באותו מחקר התברר כי כוחות מתיחה הפועלים על הרקמות בשלב גידולן מובילים לצמיחה של כלי דם בעלי כיווניות מוגדרת. "רצינו להבין איך פועל התהליך הזה וכיצד לשלוט בו," אומרת הדוקטורנטית שירה לנדאו מהטכניון. "פרופ' בוכבינדר ושותפיו ממכון ויצמן למדע פיתחו תאוריה המסבירה את השפעות הכוחות המכניים על התא הבודד, ויחד הרחבנו אותה לרמת הרקמה הרב-תאית." ר פרופ' שולמית לבנברג שירה לנדאו מדעניות מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית הראו כיצד כוחות מכניים משפיעים על התפתחות כלי דם ועל התארגנותם כך גדלים הנימים