אני רוצה להרחיב קצת על נוגדנים מונוקלונאלים, ולמה ההישג של המכון הביולוגי הוא אולי לא מדהים כמו שמשרד הביטחון רוצה שנחשוב, אבל מדוע זה עדיין הישג יפה שכרוך בעבודה קשה, ובהחלט עוד יכולות להיות לו השלכות חיוביות. ואולי קצת על איך בדיקות נוגדנים עובדות >
אבל, אני מוצא שבכל פעם שאני מנסה (או אפילו סוג של מצליח) לכתוב משהו בנושא (בלי לגנוז אותו באמצע), אני תמיד מרגיש שהרבה מהניואנסים הולכים לאיבוד כי קשה מאוד לדבר על דברים בלי קונטקסט ורקע. ואין לי ספק שלא ניתן להעביר את כל הניאנסים כולם, אבל כדי להעביר חלק מהם צריך להתת הרבה רקע >
כדי להבין מה זה נוגדן מונוקלנאלי, צריך להבין איך נוגדנים נוצרים בגוף, ובשביל זה צריך להבין מהם תאי B, ומהם נוגדנים בכלל. אז אני הולך לנסות להסביר בכמה חלקים קצת רקע בצורה טיפה יותר עמוקה, ואז לנסות להגיע משם לדברים יותר מתקדמים שמדברים עליהםבתקשורת כאילו הכל ברור ונהיר לכולם. >
אז לפני הכל צריך להסביר בכלל מהם נוגדנים (חלק א'), איך הם נוצרים בגוף מצב טבעי (חלק ב') איך אנחנו מייצרים אותם במעבדה (חלק ג'), ומה אפשר לעשות איתם בעולם הרפואה (חלק ד' ואולי גם ה'). אז בתקווה שאני לא אכנע באמצע >
חלק א' - מה זה נוגדן? נוגדנים הם חלבונים קטנים יחסית שמערכת החיסון שלנו מייצרת ויש להם יכולת להיקשר בצורה מאוד ספציפית וחזקה לחלבונים אחרים. > 
מה המשמעות של זה? זה אומר שנוגדן יכול להיצמד לחלבון אחר מאוד מסויים, מאוד חזק. החלבון האחר הזה יכול להיות, לצורך העניין חלבון שנמצא על מעטפת של נגיף, או חלבון מאיזשהו מזון, במקרה של אלרגיה. לחלבון אליו הנוגדן נקשר אנחנו קוראים "אנטיגן" (מילה שמשמת לעוד כמה דברים דומים) >
אז הצורה הסכמתית הקלאסית של נוגדנים היא צורת האות Y. כאשר הקצוות של שתי הזרועות של ה-Y הם אלו שמזהות וקשורות את החלבון. אנחנו קוראים להם האזורים הווריאבילים, כי הם משתנים במבנה שלהם בין סוגי הנוגדנים. נגיד נוגדן לחלבון מבוטן, לעומת נוגדן לחלבון מעטפת של נגיף מסוג סארס-קו-2 >
לגזע של ה-Y, יש גם תפקיד - הוא מסוגל להיקשר לתאים של מערכת החיסון. ויש מספר סוגי גזעים, הנבדלים במבנה שלהם, ונקראים - IgM, IgA, IgE, IgG ו-IgD. ההבדלים האלו מכתיבים עם איזה סוגי תאים של מערכת החיסון יוכל הנוגדן לתקשר. אנחנו קוראים לסוגי הנוגדנים הנבדלים בגזע שלהם - איזוטיפים >
כך לדוגמא, נוגדני IgE מתקשרים בעיקר עם תאי מערכת חיסון שנקראים תאי מאסט. למי מכם שאלרגיה קשה אינה חלק מחיו, שם התא הזה אינו מוכר כל-כך, אבל אלו התאים שמייצרים היסטמין שגורם לתגובה אלרגית. בתגובה אלרגית קלאסית נוגדנים מסוג IgE נקשרים מצד אחד לחלבון שמקורו במשהו שאנו אלרגים אליו >
ובצד השני הם נקשרים לתאי מאסט. הקשירה הזו מפעילה תאי מאסט, וגורמת להם לשחרר היסטמין, שגורם לתגובה האלרגית. התיאור הקלאסי הוא באמת שהנוגדן צף לו בדם או בנוזל הבין תאי, נקשר לחלבון, ואז נקשר לתא של מערכת החיסון, אבל התיאור הזה הוא חלקי, ואני זוכר שזה הפתיע אותי במהלך התואר >
למעשה מה שקורה בחלק גדול מהמקרים זה שהנוגדן כבר קשור לתא של מערכת החיסון בגזע שלו, ורק מחכה להיקשר לחלבון שצף לו בגוף. למעשה הנוגדן בהקשר הזה משמש כסוג של קולטן מודולרי על פני התא, ומאפשר לתאים של מערכת החיסון שאין להם זיכרון חיסוני אמיתי, לנצל את הזיכרון שטמון בנוגדנים >
התיאור הזה גם מסביר איך חלק מהתגובות האימוניות הן כל-כך מהירות, במיוחד תגובות אלרגיות. אין פה עניין של דיפוזיה איטית של חומרים. במקום זה התאים כבר מחכים עם נוגדן על פני השטח שלהם, וברגע שיש קשירה - בום! >
אך חלק מהנוגדנים בהחלט צפים להם בנוזלי הגוף השונים. בין התאים, בפלסמה של הדם, בריריות של דופן המעי, הריאה, הוואגינה וכו'... לרוב נוגדנים כאלו הם נוגדנים שתכלתים ניטרול, ופחות עידוד התקפה באמצעות הזרועות האחרות של מערכת החיסון. >
הם נקשרים לחלבון מסויים של חיידק או נגיף, ופשוט מונעים ממנו לבצע את פעולתו. דוגמא נפלאה לזה הם הנוגדנים שנוצרים בעקבות חיסון הטטנוס. הנוגדנים שנוצרים מסוגלים לקשור חלבון קטנטן שמיוצר ע"י חיידקי הטטנוס, שנקרא טוקסין הטטנוס. הטוקסין הזה הוא אחד החומרים הכי רעילים בטבע >
די בנאנוגרמים בודדים כדי להרוג אדם. הטוקסין הזה למעשה נקשר לעצבים במערכת המוטורית, וגורם לשרירים להתכווץ. אבל, אם יש נוגדנים ספציפיים לטוקסין הזה בדם, הם יקשרו אליו, וימנעו ממנו להיקשר למערכת העצבית. מסיבה זו חשוב לקבל חיסון טטנוס פעם בכמה שנים - כדי לשמור על רמת נוגדנים גבוהה >
2 תכונות חשובות של נוגדנים, שהוזכרו כבר הן ספציפיות וקשירה חזקה (או אפיניות). ושווה להדגיש אותן - ספציפיות משמעה שנוגדן יכול להיקשר לחלבון מאוד מסויים ולא, או כמעט לא לחלבונים אחרים. אם כי כמעט תמיד קיימת "קרוס-ריאקטיביות", כלומר יכולת לקשור חלבונים אחרים במידה והם דומים דים. >
אפיניות גבוהה היא העובדה שנוגדנים נקשרים מאוד חזק (מהצד של הזרועות של ה-Y). וזה משהו שהוא קצת לא אינטואטיבי. אתם מבינים? אינטראקציה בין חלבונים בטבע (= קשירה שלהם) היא משהו די עדין, ויותר דומה לריקוד מאשר לקשירה. חלבונים נקשרים ומתנתקים, נקשרים ומתנתקים. >
בהרבה סרטונים ואיורים שמנגישים ביולוגיה, נהוג להציג קשירה כאיזשהו תהליך שדומה למפתח ומנעול או חלקי פאזל תואמים. אבל זה קצת מטעה. כאמור, זה יותר דומה לרחבת ריקודים, אבל כשלחלק מהאנשים יש בגדים מוולקרו ולחלק מלבד. הריקוד כל הזמן מפריד אותם, אבל הוולקרו קושר אותם ומקרב אותם. >
אבל כשאנחנו אומרים שלנוגדנים יש אפיניות גבוהה, אנחנו מתכוונים שהם נקשרים ממש חזק. זה לא וולקרו. זה דבק אפוקסי שכל אחד מהצדדים מכוסה באחד משני הרכיבים של הדבק. ברגע שהם נקשרים לפרטנר שלהם ברחבה, הם נקשרים ולא עוזבים בלי לקרוע קצת עור. >
הקשירה מהצד של הגזע של הנוגדן, מצד שני, היא יותר דומה לקוולקרו. היא עדינה יותר. נוגדנים נקשרים ומתנקתים מתאים של מערכת החיסון כל הזמן. זו לא קשירה סופר חזקה. מה שמאפשר לתאי מערכת החיסון בעצם להתאים את עצמם לסביבה באמצעות הנוגדנים שהגוף מייצר באותו הרגע נגד הזיהום התורן >
כאמור נוגדנים הם לא חלבונים מאוד גדולים, אבל הם כן יכולים להיקשר לחלבונים הרבה יותר גדולים מהם. נוגדנים תמיד יקשרו לאותו אזור בחלבון, או אם אותו חלבון מכיל חזרות מבניות אז הם יוכלו להיקשר למספר מקומות באותו חלבון. לאזור הקשירה אנחנו קוראים אפיטופ. >
זהו. אני מרגיש שהסברתי מהם נוגדנים ברמה מספקת (אבל רחוקה מאוד מתיאור באמת מעמיק). מקווה להגיעל חלק ב'... מתישהו. או שלא. לא יודע.
חלק ב' - איך נוגדנים נוצרים בגוף שלנו. אז זה אחד התהליכים הכי מגניבים בגוף, שאף כולל שבירה של מספר דוגמות (סוג של...), וקשה לי להסביר כמה הופתעתי מהמורכבות והיופי של התהליך הזה. וזה מצער כי את רובו אני לא אוכל להסביר פה, כי זה ידרוש ממני לכתוב קורס באימונולוגיה >
אז התאים שמייצרים נוגדנים נקראים תאי B. הרבה אנשים בטוחים שתאי B נקראים כך משום שהם מתבגרים במח העצם (בניגוד לתאי T שמתבגרים בתימוס). זה לא נכון, הם נקראים כך משום שמי שתיאר אותם לראושנה גילה אותם באיבר שנקראה בלוטת בורסה, בתרנגולות. >
לבני אדם כמובן אין בלוטת בורסה, ותאי ה-B שלנו נוצרים ומתבגרים במח העצם. והתהליך הזה הוא אחד מהדברים הכי מדהימים שיש. הבינו, כל תא B חדש שיוצא ממח העצם מציג על פני הממברנה שלו נוגדן יחודי רק לו. בשלב הזה הנוגדן הזה בעיקר מחובר לתא ולא מופרש לדם ולרקמות >
אז איך כל תא B שיוצא ממח העצם מציג נוגדן יחודי רק לו? נוגדנים הרי הם חלבונים, והמידע לייצור חלבונים מקודד ב-DNA, ואם כל תא B מציג נוגדן אחר ויש מליונים על מליונים של תאי B, אז איך כל המידע הזה שמור ב-DNA שלנו? אולי חלקכם אף יודעים שהגנום שלנו מקדד לבערך 20K חלבונים בלבד >
התשובה לזה היא שהמידע הזה לא מקודד ב-DNA פר-סה. במקום זה תאי B מתבגרים עוברים תהליך מאוד מיוחד ומדהים שבו החלק ב-DNA שלהם שמקדד לזרועות ה-Y של הנוגדן עובר סוג של ערבוב. כמו לערבב חבילת קלפים ואז לשלוף ממנה בצורה אקראית יד. וזה אחד מהדברים שהכי הדהימו אותי בכל התואר שלי! >
אחרי העריכה הגנטית העצמית הזו כל תא B במח העצם מציג על פני המעטפת שלו נוגדן ייחודי לו. במח העצם נוצרים מליוני תאי B בכל יום, מה שאומר שהרפרטואר של תאי B כל רגע נתון בגוף הוא אדיר! וכנגד הרפרטואר הזה הגוף הולך לבחון הכרה של אנטיגנים. >
עכשיו, אני לא הולך להיכנס לזה, אבל זה כן חשוב להבין שלכל אורכו של תהליך יצירת הנוגדנים והתבגרות תאי ה-B יש תהליכים שמטרה שלהם היא למנוע התפתחות של תאי B שמציגים נוגדנים שיכולים להיקשר לחלבונים מהגוף. כשהמנגונונים האלו לא מתפקדים טוב אנו עלולים לראות סינדרום אוטואימוני >
אז ממח העצם יוצאים תאי מליוני תאי B, כל אחד מהם שונה קצת ופוטנציאלית יכול ליצור נוגדן עבור משהו אחר. מה עכשיו? כמו חיילים שסיימו טירונות תאי ה-B נשלחים לבסיסים הקדמיים שלהם. מעטים מהם ישארו בדם, ורובם יתרכזו בקשרי הלימפה (בלטות הלימפה), בטחול וברקמות אחרות >
ובקשרי הלימפה מגיע השלב הבא. אחרי שגורם זר נכנס לגוף (כגון חיידקים, ווירוסים, מזון, אבקנים או חלקיקי פתוגנים בחיסון), אותו גורם זר מותקף בהתחלה ע"י השורות הקדמיות של המערכת החיסונית - תאים בלעניים למיניהם. חתיכות מאותו גורם זר יחלחלו למערכת הלימפה ויגיעו לקשרים, שם יפגשו בתאי B >
אם אחת מאותן חתיכות של פתוגן במקרה תתאים לנוגדן המוצג על פני תא B, יתחיל תהליך מדהים נוסף, ושוב לצערי הוא מורכב מדי מכדי לפרט פה, ומערב תאים רבים נוספים כמו תאי T, ומאקרופאגים. בקצרה מה שקורה בשלב הזה זה שאותו תא B שזיהה חתיכה מהפתוגן יתחיל לשדר לסביבה שלו: "חבר'ה! בינגו!" >
בהמשך תאים רבים יתחילו להתגודד סביבו, ואותו תא יתחיל להתחלק מאוד מהר. עכשיו במצב נורמלי בחלוקת תאים כל תא בת אמור להיות זהה לתא האם. אנחנו קוראים לזה שורה, או התחלקות קלונאלית, או התחלקות שבטית. אבל אצל תאי B בשלב הזה מתרחש תהליך עם שם ממש מגניב - סומאטיק הייפרמיוטיישן >
מה שקורה זה שאם בתהליך ההתבגרות של תאי B במח העצם ערבבנו חבילת קלפים ושלפנו כמה באקראי, אז עכשיו אנחנו מציירים עם טוש על הקלפים האלו כל מיני צורות. כלומר אותו אזור בגנום שמקודד לנוגדן עובר עוד עריכה גנטית אבל הפעם עדינה יותר. התוצר הוא שכל תא בת בתהליך הזה טיפה שונה מתא האם >
ואם זה לא מספיק מדהים, אז השלב הבא הוא ממש מדהים. תאי הבת האלו מתחילים לעבור סלקציה מול האנטיגן. כלומר תאי מערכת החיסון מציגים להם עוד מאותה החתיכה שהתחילה את התהליך, והתאים שנקשרים הכי טוב שורדים, ואלו שפחות טוב מתים. >
בסוף התהליך הזה אנחנו מקבלים תאי B שמציגים נוגדן שיכול לקשור את אותה חתיכה הרבה יותר טוב (אפיניות מאוד גבוהה) ובספציפיות הרבה יותר גבוהה. בשלב הזה גם התאים מתחילים ממש להפריש נוגדן. כל תאי ה-B מפרישים בהתחלה נוגדן מסוג IgM. והנוגדנים האלו באמת מאפיינים התחלה של הדבקה. >
נוגדני IgM, בגלל האופי של התהליך, גם לרוב פחות ספציפיים, ופחות אפיניים. כדי להתגבר על הבעיה הזו, וכדי לספק איזשהי הגנה גם בתחילת התהליך, נוגדני IgM בדרך כלל מחוברים ביחד בקבוצות של 5 ( צורה הנקראת פנטמר). התוספת הזו של עוד אתרי קישור פר מולקולה מגדילה את האפקטיביות שלה. >
אחרי שתאי ה-B עוברים את אותו תהליך של חיזוק האפיניות של זרועות ה-Y, באמצעות מוטציות קטנות, מגיעה העריכה הגנטית האחרונה - החלפת האיזוטיפ. כאמור יש כמה סוגים של נוגדנים, המכונים איזוטיפים, המוכתבים לפי סוג הגזע של ה-Y. הרירת המחדל היא IgM, אך רוב תאי ה-B ישנו את האיזוטיפ שלהם >
השינוי נעשה, כאמור, באמצעות עריכה גנטית נוספת, אך היא אינה אקראית, והיא מוכתבת ע"י סוג התגוה האימונית, התאים המעורבים בה, והרקמה בה היא מתרחשת. בהתאם סוג הנוגדן שנוצר מתאים לסוג התגובה האימונית ותאי מערכת החיסון עמם הוא צריך להיות באינטראקציה. >
כך לדוגמא, תגובה אימונית שמערבת תאים מסויימים תביא להחלפת איזוטיפ ל-IgE, שמעורב בעיקר בתגובה לטפילים, אך בחברה המודרנית קשור בעיקר לאלרגיות. התאים עמם נוגדן זה מתקשר הכי טוב הם תאי מאסט, באזופילים ואאוזונופילים. כל אלו תאים שמתעסקים בעיקר עם טפילים.>
תאי B שיקבלו את המסרים הנוכנים, לרוב אם הם מתפתחים בבלוטות לימפה הנמצאות בסמיכות לריריות (מערכת הנשימה והעיכול, לדוגמא), הרבה פעמים ייצרו נוגדנים מסוג IgA, אלו הם נוגדנים מנטרלים המופרשים לרירית ותכליתם לרוב היא למנוע קשירה ראשונית של הפתוגן. נוגדנים אלו מגיעים בזוגות (דימר) >
אבל אולי החשובים מכל הנוגנים הם נוגדני ה-IgG, להם יש מספר סוגים (שגם נבדלים במבנה הגזע). נוגדנים אלו נמצאים בדם וברקמות. חלק מנטרלים, וחלק ממש גורמים לתאי מערכת החיסון להיכנס למוד של התקפה. הנוגדנים האלו יקשרו לאנטיגנים שלהם - חלבוני מעטפת של ווירוס, לדוגמא, ויעטפו את הפתוגן >
תהליך העיטף הזה נקרא אופסניזציה. תא של מערכת החיסון, כמו מאקרופאג, שיתקל באותו פתוגן מאופסן, יקשר לנוגדנים מצד הגזע שלהם, יבלע וישמיד את הפתוגן. נוגדנים גם פועלים ביחד עם מערכת מאוד מעניינת שנקראת מערכת המשלים, שממש יכולה לגרום לתאי מערכת החיסון לאתר מרחוק פתוגן מאופסן >
תקצר היריעה מלפרט את כל הדרכים בהם נוגדנים עובדים ומתקשרים עם הזרועות השונות של מערכת החיסון. אבל מה שכן חשוב להדגיש זה שבתחילת ההדבקה תאי ה-B מייצרים הרבה IgM, ולקראת סוף ההדבקה הם ייצרו את האיזוטיפים השונים. בבדיקות נוגדנים לרוב מתייחסים ל-IgG >
וזה מאוד חשוב כשאנחנו רוצים להבין אם מישהו חלה או עדיין חולה במחלה כלשהי. אם הוא עדיין חולה נצפה לראות רמה גבוהה של IgM שספציפיים למחלה, ואם הוא חלב בעבר אך לא חולה יותר נצפה לראות IgG.
אבל החלפת איזוטיפ רחוקה מלהיות סוף הסיפור של תא ה-B >
אבל החלפת איזוטיפ רחוקה מלהיות סוף הסיפור של תא ה-B >
לאחר ההחלפה, אותו תא B עובר שינוי שיאפשר לו לייצר הרבה נוגדנים מאוד מהר. הוא גם יתחלק הרבה פעמים, והפעם כל תאי הבת, כל התאים בשורה ייצרו בדיוק את אותו נוגדן. למעשה כל אותם תאי בת יהיו שיבוטים של התא הראשון. או כמו שזה נקרא באנגלית - clones. >
תאים כאלו שעברו את השינוי הזה נקראים תאי פלסמה. והם ימשיכו לייצר נוגדנים כל עוד קיים אתגור עם הפתוגן. כלומר כל עוד הם נחשפים לאותה חתיכה שהתחילה את התהליך. כל התהליך הזה כולו, מהתגודדות התאים הראשונית ועד התחלקות תאי הפלסמה, היא למעשה זו שגורמת לבלוטת הלימפה להתנפח כשחולים >
וגם זה לא סוף הסיפור. אחרי שהפתוגן מסולק, חלק מתאי הפלסמה יצאו לגמלאות (=ימותו), וחלק יחזרו למח העצם, ויחיו שם כתאי זיכרון. תאים לפעמים יכולים ללוות אדם כל חיו. אם תתרחש חשיפה נוספת, אותם תאים יתעוררו משנתם ויתחילו מאוד מהר להתחלק שוב ולייצר נוגדנים. >
אם התהליך המקורים לקח כשבועיים, עכשיו זה לוקח מספר ימים בלבד. לפעמים התגובה הזו כל כך הרבה יותר מהירה מהפתוגן, שאנחנו אפילו לא נהיים חולים. בהרבה מקרים אחרים אנחנו כל הזמן קצת חשופים לפתוגן שמסתובב בסביבה, אז תמיד יש תאי פלסמה בדם, ורמת נוגדנים גבוהה. >
אבל גם בחשיפה שניה אותם תאי זיכרון שמוחזרים לפעילות יעברו לא פעם תהליך חוזר בבלוטות הלימפה. הם לא יעברו שינוי איזוטיפ, אך הם כן יעברו שוב את התהליך של מוטציות עדינות לחיזוק האפיניות. וזו אחת הסיבות שאנו נותנים חיסונים במספר מנות, כדי לדמות הדבקות חוזרות ולייצר נוגדנים חזקים >
משהו נוסף שחשוב להדגיש זה שעבור כל פתוגן התהליך הזה יכול להתרחש מספר פעמים במקביל. כלומר הגוף יפתח נוגדנים לאותו פתוגן באותו הזמן. תא B אחד יתפוס חתיכה אחת, ותא B אחר יתפוס חתיכה שנייה, והתוצר הוא מספר נוגדנים עבור איזורים שונים של הפתוגן. >
יכול להיות אפילו שני תאי B יתפסו את אותה חתיכה אבל באזורים (אפיטופים) שונים. בדרך הכלל הגוף מעדיף להכווין את הפעולה דרך נוגדנים שמוכוונים עבור אפיטופים מסויימים, ולא עבור אחרים (זה נקרא אימיונודומיננס), שזה מאוד מעניין אבל שוב... תקצר היריעה. >
אבל מה שחשוב להבין זה שעבור כל תגובה לפתוגן הגוף יגרום לכמה תאי B לעבור את התהליך הזה, אז אם נבודד מאדם שחלה נוגדנים עבור אותו פתוגן, נקבל נוגדנים שונים שמקורים בשבטים שונים של תאי B. אני קוראים לאוסף נוגדנים כאלו "נוגדנים פוליקלונאילים" >
מצד שני, אם נבודד מאותו אדם תא B יחיד שמייצר נוגדנים עבור אותו פתוגן, נגדל אותו בתרבית, ונפיק ממנה נוגדנים, נוגדנים אלו יהיו זהים ואחידים משום שמקורם בשבט יחיד. אנחנו קוראים לנודנים כאלו "נוגדנים מונוקלונאלים". שני המונחים האלו יהיו חשובים לחלק הבא. זה, סיימתי לפי שעה.
אחרי חודש. הנה ההמשך. אז איך מייצרים נוגדנים מונוקלנאלים במעבדה? קל! סתם זה לא קל. או בוא נאמר זאת כך - הטכניקה כבר מבוססת בערך 40 שנים, אבל זו לא טכניקה קלה. העובדה עצמה די קשה, ולעיתים קרובות נגמרת במפח נפש. מאז פותחו מספר טכנולוגיות חדשות, אך הטכניקה הקלאסית עדיין שולטתתת >
לטכניקה הזו קוראים גם "היברידומה", והיא מבוססת על הרעיון של איחוי בין תא B, שמייצר נוגדנים, ותא משורת תאים שעברה אימורטיליזציה. דיברנו כבר על שורת תאים בהקשר של תאי B. קראנו לזה שבט (קלון). הכוונה לתאים שמקורם בתא יחיד, והם (לפחות לכאורה) זהים לחלוטין. >
אך תאי B, ולצורך העניין כמעט כל התאים בגוף, מאוד מוגבלים מבחינת יכולת החלוקה שלהם, במיוחד בצלחת פטרי. תאים יתחלקו מספר פעמים ואז פשוט ימותו. זו הייתה בעיה מאוד גדולה בעולם המחקרי עד שנות ה-50 של המאה הקודומת, או אז למדנו על קיומם של שורות תאים אימורטליות. >
שורות תאים שיכולות להמשיך להתחלק ולהתחלק ולהתחלק... לנצח כל עוד ינתנו להם התנאים הנכונים. אולי חלקכם כבר עושים את הקישור לסרטן, ואכן שורות התאים הראשונות היו ממקור סרטני (אולי מוכרת מוכלן היא שורת התאים HeLa). אך למעשה זה לא מתחייב. >
לרוב, כשביולוגים מדברים על שורות תאים, הם מדברים על שורות תאים אימורטליות בצלחת פטרי, ולא על שורות תאים טבעיות בגוף. ולצורך המשך השרשור כשאני אומר "שורת תאים" אני מתכוון לשורת תאים בצלחת פטרי. אז אחרי הנומנוקלוטורה הקצרה הזו >
תהליך יצירת ההיברידומה ונוגדן מונוקלונאלי מתחיל ביצירת תאי B, שמייצרים נוגדנים עבור האנטיגן שאנחנו רוצים. איך עושים את זה? קל! סתם גם זה לא כל-כך קל, וזה מאוד תלוי באנטיגן. אבל ברמת העיקרון מה שעושים זה מחסנים עם האנטיגן בע"ח מעבדתי כלשהו כמו עכבר, אוג או חולדה >
בעצם נותנים למערכת החיסון של בע"ח לייצר תאי B שמייצרים נוגדנים עבור אותו אנטיגן. רותמים למעשה את התהליך הפלאי שנוצר במהלך מליוני שנות אבולוציה לטובתינו. עכשיו צריך להוציא את תאי ה-B האלו מבעל החיים, ואין דרך ליפות את התהליך - ממיתים, ומוציאים לא את הטחול. >
למה טחול? הטחול הוא סוג של בלוטת לימפה ענקית ובדרך קבע נמצאים בו הרבה תאי B. בסמיכות לחיסון ניתן להניח שגם הרבה מתאי ה-B שאנחנו מחפשים יהיו בו. אז מוציאים את הטחול ושותפים ממני את כל התאים (תאי B, תאי T, מאקרופאגים, וואטאבר...). >
בשלב הזה יש לנו תרבית מן החי, שכאמור מאוד מוגבלת מבחינת זמן החלוקה שלה. השלב הבא יהיה לגרום לה להפוך לאימורטלית. ואיך עושים את זה? באמצעות איחוי עם תאים של שורת תאים שהם כבר אימורטלים. במיקרו מה שאנחנו מצפים שיקרה זה שתא B ידבק לאחד מתאי שורת התאים, ויתאחה איתו לכדי תא אחד. >
התא המאוחה הזה, שגם נקרא תא היברידי (ומפה השם היברידומה), יכיל גם את המידע הגנטי של תא ה-B, ולכן ימשיך לייצר נוגדנים, וגם את המידע הגנטי של התא האימורטלי, ולכן יוכל לגדול בצלחת פטרי בקלות. >
ברמת המאקרו מה שקורה זה שמערבבים את תרבית התאים מהטחול, עם תרבית שורת תאים, וחומר שמעודד איחוי, וסומכים על הסטטיסטיקה של המספרים הגדולים, שבין כל האירועים שיקרו שם יקרה גם האירוע שאנחנו מייחלים לו. ולא בטוח שזה יקרה. >
בסוף תהליך האיחוי יש לנו תמיסה שמכילה תאי B שלא ברו איחוי, תאי שורת תאים שלא עברו איחוי, תאים אחרים של מהטחול, שעברו או לא עברו איחוי, ומספר קטן של התאים המיוחלים שלנו. אז איך נפטרים מכל התאים הלא נחוצים? ובכן קל!, וזה באמת די קל. >
כל התאים מהטחול שלא עברו איחוי, ימותו מעצמם. הרי בגלל זה אנחנו עושים איחוי. ומה לגבי תאים משורת התאים שלא עברו איחוי? אז התאים האלו חסרים מסלול מטבולים מסויים, מה שהופך אותם רגישים לחומרים ספציפיים. אבל... אם הם עברו איחוי, אז המידע הגנטי של התא מהטחול ישלים את החסר >
אז כל מה שצריך זה לגדל את התאים האלו בנוכחות אותם חומרים. תאי הטחול שלא עברו איחוי ימותו כי זה מה שהם עושים, ותאי שורת התאים ימותו כי הם לא מסוגלים להתמודד עם החומרים שבתרבית. לזה אנחנו קוראים - סלקציה. >
אז עכשיו אנחנו כביכול נשארנו עם מלאה תאים, שחלקם עברו איחוי עם תאי B, ומתוכם חלק עברו איחוי עם תאי ה-B שמיצרים נוגדנים לאנטיגן שלנו. אז איך נבודד אותם? קל! נזרע אותם אחד אחד בתוך באריות נפרדות ונגדל אותם בנפרד. ואני יודע שזה נשמע דווקא מאוד קשה, אבל זה באמת יחסית קל >
אבל למה שנעשה דבר כזה? עכשיו כשהתאים האלו חיים בבאריות נפרדות, הם יכולים לגדול כמו שורת תאים, כשכל התאים בכל בארית, מקורם בתא אחד (קלון) שעבר איחוי. המשמעות של זה היא שאם התא עבר היברידיזציה עם תא B, כל הנוגדנים שהתאים האלו ייצרו הם נוגדנים מונוקלונאלים! זה מה שבאנו לעשות! >
לא כל-כך מהר. עכשיו מגיע החלק המתסכל באמת. צריך לזכור שרוב התאים לא מייצרים נוגדנים עבור האנטיגן שאנחנו רוצים. ויכול להיות שסתם נוגדן נגד האנטיגן זה לא הדבר היחידי שאנחנו רוצים - אולי אנחנו גם רוצים שיחסום את הפעולה שלו. ואולי הנוגדן קושר את האנטיגן אבל הוא לא ספציפי מספיק >
אז אחנו צריכים לעשות סינון של כל הקלונים השונים שאנחנו מגדלים עכשיו בבאריות. עכשיו בתהליך רגיל, כדי להגדיל את הסיכויים שנמצא קלון כזה, אנחנו מלכתחילה זורעים מאות באריות, ואפשר להגיע להרבה יותר מכך. וגם זו לא ערובה שבסוף ימצא קלון שמייצר נוגדן בספסיפיקציות שאחנו צריכים. >
לסינון הזה אנחנו קוראים "סקרין". והמורכבות של הסקרין תלויה במה שאנחנו רוצים מהנוגדן. ברמת העיקרון אנחנו צריכים להדגים שהנוגן עושה מה שאנחנו רוצים, וזה יכול לסבך ממש את הסקרין. הדגמה של קשירה היא די פשוטה ביחס נגדיל לחסימת כניסה של ווירוס, אבל עדיין דורשת המון עבודה. >
אז מה יש לנו עכשיו? מלא באריות, שבחלקן יש תאים שמפרישים למצע הגידול נוגדנים. צריך לאסוף חלק מהמצע הזה, ולבחון אם הנוגדן שיש בו עושה מה שאנחנו רוצים. אם מוצאים משהו שנראה שעובד צריך לקחת את התאים האלו ולגדל אותם בצלחת גדולה יותר. אם יש זיהום באחד מהשלבים האלו אכלת אותה >
תוך זמן יחסית מועט, האינקובטורים במעבדה שלך מתמאלים בפלטות ופלאסקים בהם אתה מגדל כל מיני תאים מכל מיני מקורות, שאתה מנסה לוודא אם הן באמת עושות מה שאתה רוצה. לפעמים מה שנראה מבטיח בהתחלה, לא מוכיח את עצמו מאוחר יותר. תרביות מזדהמות או סתם מתות, וכל התהליך הזה הוא סיוט אחד גדול >
בסוף, אם הכל הצליח (וזה "אם" גדול), מה שיש לך ביד לא יסולא בפז. יש לך תרבית תאים, אימורטלית שמסוגלת לייצר נוגדן מונוקלונאלי שנקשר למשהו מאוד ספציפי. מפה העולם פתוח. אפשר אפילו לרצף את הDNA של הקלון, וממש להעתיק את הגן שמקדד לנוגדן לתאים אחרים שגדלים יותר טוב. >
אבל זה לא משנה. הצלחת. יש לך את הנוגדן ביד. השלב החשוב הבא הוא מה עושים בו? וזה יהיה בחלק הבא של השרשור.
