מחקר בינלאומי חדש בהובלת מדענים מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב אפיין את אוכלוסיות  תאי השומן ברקמות שומן שונות בגוף האדם. בעזרת טכנולוגיה חדישה הצליחו החוקרים לזהות לראשונה תת-אוכלוסיות של תאי שומן ייחודיים, עם תפקודים משוערים מורכבים משהיו ידועים עד כה, ואף זיהו הבדלים בין רקמות השומן האנושיות בתקשורת הבין-תאית. הממצאים פורסמו בכתב העת היוקרתי Nature Genetics, ומהווים בסיס למחקר המשך לקידום רפואה מותאמת אישית בהשמנה.

צוות המחקר בהובלת פרופ' אסתי יגר-לוטם ופרופ' אסף רודיך מהמחלקה לביוכימיה קלינית ופרמקולוגיה בפקולטה למדעי הבריאות באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, בשיתוף חוקרים מהאוניברסיטה העברית בירושלים, מלייפציג גרמניה, ומאוקלנד ניו-זילנד, חקר את מגוון תאי השומן ברקמות השומן התת-עורית והתוך בטנית באדם. מחקר זה הוא חלק ממאמץ בינלאומי למפות את כלל הסוגים ותת-הסוגים של תאים המרכיבים את גוף האדם (The Human Cell Atlas Project), אשר שותפות לו מעבדות רבות נוספות ברחבי העולם.

במחקר נעשה שימוש בטכנולוגיה חדישה שממפה את מולקולות ה- RNA המהוות בסיס לבניית החלבונים.  הטכנולוגיה מבוססת על צימוד של "ברקוד" ייחודי לכל מולקולות ה RNA שמוצאן מאותו תא, בו-זמנית עבור אלפים רבים של תאים שהופקו מאותה רקמה. כך ניתן לסווג על פי מולקולות ה RNA מכל תא את סוגי התאים השונים המרכיבים את הרקמה הנחקרת. הפעלת הטכנולוגיה על דגימות של רקמת שומן שהתקבלו מתורמים אפשרה לזהות סוגים ידועים של תאים הנמצאים ברקמה, כמו תאי שומן, תאי כלי דם, תאי מערכת חיסון, ובאופן מפתיע – גם תתי-סוגים שלא אופיינו קודם.

בשלושים השנים האחרונות חל מהפך באופן ההסתכלות על רקמות השומן ועל תאי השומן בפרט. בעבר נתפסה רקמת השומן כרקמה "משעממת", שכל ייעודה לאגור עודפי אנרגיה בצורת שומן (טריגליצרידים) ולפרקם כמקור אנרגיה זמין לגוף. כיום אנו יודעים שרקמת השומן מייצרת ומפרישה לזרם הדם מאות חלבונים וחומרים אחרים, אשר מבקרים תהליכים מגוונים ביותר באמצעות תקשורת עם המוח, עם כלי הדם, עם הכבד, והלבלב. כך למשל, ההורמון לפטין המיוצר באופן כמעט בלעדי על ידי תאי שומן, מהווה בקר מרכזי של התאבון, האכילה, וקצב ההוצאה האנרגטית באמצעות תקשורת דרך זרם הדם עם מרכזי השליטה המוחיים.

במקביל, הסתבר שרקמת השומן אינה רקמה אחת, ורקמות השומן במיקומים שונים בגוף – למשל מתחת לעור, לעומת בתוך חלל הבטן וסביב האברים הפנימיים (שומן ויסצראלי), הן רקמות שמתפקדות באופן שונה, ובעלות השפעה שונה, הן במצבי בריאות והן במצבי חולי. לדוגמא, רקמת השומן הויסצראלית מתפתחת בהשמנה כרקמה יותר דלקתית, בה נמצאים יותר תאים של מערכת החיסון, שהתקשורת בינם לבין תאי השומן תורמת לסיבוכי ההשמנה, בעיקר המטובליים (סוכרת, כבד שומני) ובמערכת הלב וכלי הדם.

"המגוון של תאי השומן ברקמות השומן השונות באדם הינו מורכב, מעניין ומפתיע יותר משחשבנו. למשל, בנוסף לתאי השומן ה"קלאסיים", מצאנו תת-אוכלוסיות של תאי שומן, שאופיינו כאן בפעם הראשונה, שמבטאים מולקולות RNA המעידות על תפקודים ייחודיים כגון בקרת תהליכים דלקתיים, יצירת כלי דם, השקעת חלבונים חוץ-תאיים והצטלקות (פיברוזיס)״, הסבירה פרופ' יגר-לוטם. ״לאחר שמצאנו אותם באופן חישובי, הצלחנו לגלות אותם גם בבדיקות מיקרוסקופיות. חשבנו שהתאים הייחודיים נוצרים מהתאים הקלאסיים על ידי "אימוץ" תפקודים נוספים, ייחודיים, אך גילינו שמסלול ההתמיינות דווקא הפוך – מתאי השומן הייחודיים אל הקלאסיים, תוך "איבוד" התפקודים הייחודיים".

בחיפוש אחר המקור להבדלים בין השומן התת-עורי לויסצראלי, נמצא דווקא שרוב תת-האוכלוסיות של תאי שומן נמצאים הן בשומן התת עורי והן בתוך ביטני, אך זוהו הבדלים משמעותיים, אם-כי יותר עדינים, בין תאי השומן משתי הרקמות. למשל, התקשורת הבין תאית בשתי הרקמות היתה שונה: תאי שומן ברקמה התוך בטנית ביטאו גנים המעידים על תקשורת פעילה יותר עם תאי מערכת החיסון ברקמה ומוערבות בתהליכים פרו דלקתיים. לעומת זאת, בשומן התת-עורי תאי שומן מתקשרים יותר בינם לבין עצמם והשתתפו בתהליכים אנטי-דלקתיים. בנוסף, אחד מסוגי תאי השומן הייחודיים, שהתגלו לראשונה במחקר זה, הופיע רק ברקמה התוך בטנית.

"התובנות החדשות על ההרכב התאי והתפקוד של רקמות השומן האנושיות מהווות בסיס למחקר המשך יישומי, שתכליתו לקדם רפואה יותר מותאמת אישית בהשמנה" מסביר פרופ' רודיך. "מצאנו ששכיחות תאי השומן הייחודיים שזיהינו קשורה לסיבוכים המטבוליים של השמנה: חלקם היחסי ברקמה גבוה יותר ככל שהעמידות לאינסולין חמורה יותר. אם יסתבר ששכיחות תאי השומן הייחודיים גם מנבאת את מידת הסיכון האישי לפתח עם הזמן סיבוכי השמנה, ו/או יכולה לחזות את התגובה האינדווידואלית לטיפול – לממצאים עשויה להיות משמעות רבה בשאיפה לטיפול יותר מותאם אישית בהשמנה. לשם כך אנו כבר פועלים לפתח כלים שיוכלו להביא את הממצאים שלנו לרפואה הקלינית, למשל, פיתוח בדיקות מיקרוסקופיות של רקמת השומן וזיהוי תאי שומן ייחודיים ע"י רופא פתולוג".

צוות המחקר כלל מאוניברסיטת בן-גוריון את קבוצת המחקר של פרופ' אסתי יגר לוטם, בהובלת הדוקטורנטיות אור לזרסקו ומאיה זיו-אגם יחד עם ד"ר עידן הקסלמן, ד"ר ג'ומאן ג'ובראן ואריאל שניאור, את קבוצת המחקר של פרופ' אסף רודיך בהובלת הדוקטורנטיות אור לזרסקו ומאיה זיו-אגם יחד עם ד"ר עידן הקסלמן וד"ר ג'ומאן ג'ובראן ומר אריאל שניאור, את קבוצת המחקר של פרופ' אסף רודיך, בהובלת ד"ר יוליה חיים ובתרומה של הדוקטורנטים חביב מועלם, מרינה רוזנגרטן-לוין ואלון זמר, את ד"ר לירון לוין מיחידת הביואינפורמטיקה, ואת הרופאים חברי הפקולטה למדעי הבריאות ועובדי המרכז הרפואי האוניברסיטאי סורוקה – ד"ר אורי יואל, ד"ר עידית ליברטי, וד"ר אולג דוחנו. מהאוניברסיטה העברית השתתפה קבוצתה של פרופ' נעמי חביב. שותפים בינלאומיים היו מאוניברסיטת לייפציג בגרמניה, ומאוניברסיטת אוקלנד בניו-זילנד.

מחקר זה נתמך ע"י קרן Chan Zuckerberg באמצעות ה Human Cell Atlas project, וע"י הקרן הגרמנית למדע.

יעל גולדפינגר| דוברות אוניברסיטת בן-גוריון