חיים ומוות נתפסים באופן מסורתי כהפכים. אבל הופעתן של צורות חיים רב-תאיות חדשות מתאי אורגניזם מת מציגה "מצב שלישי" שנמצא מעבר לגבולות המסורתיים של חיים ומוות.
בדרך כלל, מדענים רואים במוות עצירה בלתי הפיכה של תפקוד של אורגניזם בכללותו. עם זאת, שיטות כגון תרומת איברים מדגישות כיצד איברים, רקמות ותאים יכולים להמשיך לתפקד גם לאחר מותו של אורגניזם. עמידות זו מעלה את השאלה: אילו מנגנונים מאפשרים לתאים מסוימים להמשיך לפעול לאחר שאורגניזם מת?
יש חוקרים שחוקרים מה קורה בתוך אורגניזמים לאחר מותם. בסקירה שפורסמה לאחרונה, הם מתארים כיצד לתאים מסוימים - כאשר הם מתוספקים עם חומרים מזינים, חמצן, ביו-חשמל או סימנים ביוכימיים - יש את היכולת להפוך לאורגניזמים רב-תאיים עם פונקציות חדשות לאחר המוות.
המצב השלישי מאתגר את האופן שבו מדענים מבינים בדרך כלל את התנהגות התא. בעוד שלזחלים העוברים מטמורפוזה לפרפרים, או ראשנים המתפתחים לצפרדעים, עשויות להיות טרנספורמציות התפתחותיות מוכרות, ישנם מקרים מעטים שבהם אורגניזמים משתנים בדרכים שאינן מוגדרות מראש.
גידולים, אורגנואידים ושורות תאים שיכולים להתחלק ללא הגבלה בצלחת פטרי, כמו תאי הילה, אינם נחשבים לחלק מהמצב השלישי מכיוון שהם אינם מפתחים פונקציות חדשות. עם זאת, חוקרים גילו שתאי עור שהופקו מעוברי צפרדע שמתו הצליחו להסתגל לתנאים החדשים של צלחת פטרי במעבדה, תוך התארגנות ספונטנית לאורגניזמים רב-תאיים הנקראים קסנובוטים (xenobots).
אורגניזמים אלה הפגינו התנהגויות המשתרעות הרבה מעבר לתפקידיהם הביולוגיים המקוריים. באופן ספציפי, קסנובוטים אלה משתמשים בריסונים שלהם - מבנים קטנים דמויי שיער - כדי לנווט ולנוע בסביבתם, בעוד שבעובר צפרדע חי, ריסונים משמשים בדרך כלל להזזת ליחה.
קסנובוטים גם מסוגלים לבצע שכפול עצמי קינמטי (kinematic self-replication), כלומר הם יכולים לשכפל פיזית את המבנה והתפקוד שלהם מבלי לגדול. זה שונה מתהליכי שכפול נפוצים יותר הכוללים צמיחה בתוך או על הגוף של האורגניזם.
חוקרים גם מצאו שתאי ריאה אנושיים בודדים יכולים להרכיב בעצמם אורגניזמים רב-תאיים מיניאטוריים שיכולים לנוע. האנתרובוטים (anthrobots) הללו מתנהגים ובנויים בדרכים חדשות. הם לא רק מסוגלים לנווט בסביבתם אלא גם לתקן גם את עצמם וגם תאי עצב פצועים הממוקמים בקרבת מקום.
ביחד, ממצאים אלה מדגימים את הפלסטיות הטבועה במערכות התא ומאתגרים את הרעיון שתאים ואורגניזמים יכולים להתפתח רק בדרכים שנקבעו מראש. המצב השלישי מצביע על כך שמוות אורגניזמי עשוי למלא תפקיד משמעותי באופן שבו החיים משתנים לאורך זמן.
מספר גורמים משפיעים על האם תאים ורקמות מסוימים יכולים לשרוד ולתפקד לאחר שאורגניזם מת. אלה כוללים תנאים סביבתיים, פעילות מטבולית וטכניקות שימור. לסוגי תאים שונים זמני הישרדות משתנים. לדוגמה, בבני אדם, תאי דם לבנים מתים בין 60 ל-86 שעות לאחר מוות אורגניזמי. בעכברים, ניתן להצמיח מחדש תאי שריר שלד ב-14 יום שלאחר המוות, בעוד שניתן לגדל תאי פיברובלסט מכבשים ועזים עד כחודש לאחר המוות.
לפעילות מטבולית תפקיד חשוב בשאלה האם תאים יכולים להמשיך לשרוד ולתפקד. תאים פעילים הדורשים אספקה רציפה ומהותית של אנרגיה כדי לשמור על תפקודם קשים יותר לתירבות מאשר תאים עם דרישות אנרגיה נמוכות יותר. טכניקות שימור כגון שימור בהקפאה יכולות לאפשר לדגימות רקמה כגון מח עצם לתפקד באופן דומה לזה של מקורות תורם חי.
מנגנוני ההישרדות המובנים גם ממלאים תפקיד מפתח בשאלה האם תאים ורקמות ממשיכים לחיות. לדוגמה, חוקרים הבחינו בעלייה משמעותית בפעילות של גנים הקשורים לסטרס וגנים הקשורים למערכת החיסון לאחר מוות אורגניזמי, ככל הנראה לפצות על אובדן ההומאוסטזיס.
יתרה מכך, גורמים כמו טראומה, זיהום והזמן שחלף מאז המוות משפיעים באופן משמעותי על יכולת הרקמה והתאים. גורמים כמו גיל, בריאות, מין וסוג המין מעצבים עוד יותר את הנוף שלאחר המוות. זה נראה באתגר של טיפוח והשתלת תאי איים פעילים מבחינה מטבולית, המייצרים אינסולין בלבלב, מתורמים לנתרמים. חוקרים מאמינים שתהליכים אוטואימוניים, עלויות אנרגיה גבוהות והידרדרות של מנגנוני הגנה יכולים להיות הסיבה מאחורי כשלים רבים בהשתלת איים.
כיצד משחק הגומלין של משתנים אלה מאפשר לתאים מסוימים להמשיך לתפקד לאחר שאורגניזם מת עדיין לא ברור. אחת ההשערות היא שתעלות ומשאבות מיוחדות המוטבעות בממברנות החיצוניות של תאים משמשות כמעגלים חשמליים מורכבים. תעלות ומשאבות אלו מייצרים אותות חשמליים המאפשרים לתאים לתקשר זה עם זה ולבצע פונקציות ספציפיות כמו צמיחה ותנועה, ומעצבות את מבנה האורגניזם שהם יוצרים.
לא ברור גם ההיקף שבו סוגים שונים של תאים יכולים לעבור טרנספורמציה לאחר המוות. מחקרים קודמים מצאו כי גנים ספציפיים המעורבים בסטרס, חסינות וויסות אפיגנטי מופעלים לאחר מוות בעכברים, דגי זברה ובני אדם, דבר המצביע על פוטנציאל נרחב לטרנספורמציה בין סוגי תאים מגוונים.
המצב השלישי לא מציע רק תובנות חדשות לגבי יכולת ההסתגלות של תאים. הוא גם מציע סיכויים לטיפולים חדשים. לדוגמה, ניתן להשיג אנתרובוטים מרקמות חיות של אדם כדי לספק תרופות מבלי להפעיל תגובה חיסונית לא רצויה. אנתרובוטים מהונדסים המוזרקים לגוף עשויים להמיס שומן בעורקים בחולי טרשת עורקים ולהסיר ליחה עודפת בחולי סיסטיק פיברוזיס.
חשוב לציין, לאורגניזמים הרב-תאיים הללו יש תוחלת חיים מוגבלת, המתכלה באופן טבעי לאחר ארבעה עד שישה שבועות. "מתג הרג" זה מונע צמיחה של תאים פולשניים. הבנה טובה יותר של האופן שבו תאים מסוימים ממשיכים לתפקד ולהפוך ליישויות רב-תאיות זמן מה לאחר מותו של אורגניזם טומנת בחובה הבטחה לקידום רפואה אישית ומונעת מותאמת.
מקורות:
קטעים מ- These Creatures Occupy 'Third State' Beyond Life And Death, Scientists Say מאת ScienceAlert שנכתב ע"י: Peter A Noble & Alex Pozhitkov.
קטעים מ- Biobots arise from the cells of dead organisms − pushing the boundaries of life, death and medicine מאת theConversation שנכתב ע"י: Peter A Noble & Alex Pozhitkov.
קטעים מ- Scientists discover a mysterious 'third state' beyond life and death in new study מאת EconomicTimes.
Comments