סדרת השראה: הבוטריל כמשל

במדע כמו במלחמה: אתה יודע איפה אתה מתחיל, ואף פעם לא יודע איך זה ייגמר.

הלחצים של כוחות השוק, שמבקשים להפוך גם את המדע למקור רווח, הובילו בעשורים האחרונים להתרחבותו של המחקר היישומי - זה שבו מחפשים פתרונות מעשיים לבעיות מסוימות. ואולם ברוב המעבדות בעולם לא מחפשים אחר התרופה לסרטן. רוב החוקרים עוסקים במחקר בסיסי - כזה המבקש לבחון את אבני היסוד של העולם, בלי לדעת מה יתגלה ואם יהיה לכך ערך כלשהו. כזה המונע מסקרנות טהורה, מהרצון ללמוד ולדעת. כשיוצאים למסע הזה בלי שאיפות גדולות, אפשר רק להיות מופתעים. והטבע לוקח את החוקרים למקומות משונים: ברגעים הטובים של המדע, המומחים שיוצאים לחקור תא קטן, רקמה עדינה, נתקלים בתגלית מסעירה בתחום אחר לגמרי. לעתים הם שוכחים בצד מבחנה אחת, ודווקא היסח הדעת מצמיח פריצת דרך משמעותית.

גיא פז ואלמוגים במעבדה צילום: עמית שעל

ולפעמים, מעל צלחות פטרי ותחת נורות ניאון אפרפרות, הם מתבוננים ביצורים זעירים ומצליחים לנסח תובנה חדה על המין האנושי. לא רק על הטבע שלו, גם על הנפש שבבסיס החברה.

זה מה שקרה השנה במעבדה חיפאית אחת, שעוסקת במחקר בסיסי של יצור ימי זעיר ואזוטרי החי במפרץ חיפה. גם חוקרי המעבדה ידעו איפה הם מתחילים, ולא יכלו לתאר לעצמם שצלחת פטרי אחת שנשכחה בצד לפני כמה שנים תספק להם שיעור בסוציאליזציה, תקרא תיגר על האקסיומה האבולוציונית של "החזק שורד" - ואולי אפילו תשנה את עולם השתלות האיברים. ליצור הימי המסעיר הזה קוראים בוֹטריל.

סופג את האיברים של עצמו

הבוֹטריל חסר חוליות, אבל בעל אופי קשוח. רך למגע, אבל מחבב מצעים קשים. צנטרליסט עד כדי כך שהוא "מעכל" את האיברים של עצמו, אבל ידידותי למושבות אחרות מסוגו - מושיט להן יד סקרנית ולעתים מתאחד איתן. מוכיח שוב שהחזק הוא שמשתלט, אבל מעורר פרדוקס אבולוציוני - החלש שכביכול נעלם מנצל את החזק כדי להעמיד צאצאים "חלשים". והוא יצור זעיר שחי בים, אבל משמש מודל למחשבה חדשה על קליטת ודחיית איברים אצל בני אדם.

אחד ממרכזי המחקר המובילים בעולם שעוסקים בבוטריל שוכן בפאתיה הדרומיים של חיפה, במבנה בטון ריבועי שמכביש החוף נראה כמתקן מבודד ורציני. בפנים פועלות חלק מהמעבדות של חברת חקר ימים ואגמים לישראל, שבוחנות היבטים שונים בחקר הים התיכון. אחת מהן, בראשות הביולוג הימי פרופ' ברוך רינקביץ, עוסקת במחקר בסיסי של חסרי חוליות ימיים - בעלי חיים נטולי שלד, ובהם תולעים, סרטנים, רכיכות וחלזונות - והחוקרים מתמקדים בשתי קבוצות: הצורבנים (אלמוגים, שושנות ים וכמובן מדוזות) והאצטלנים (אלה שעטופים באצטלה ג'לטינית).

פרימיטיביים ככל שהם נשמעים, האצטלנים הם צומת אבולוציוני מעניין, חוליית ביניים בין חסרי החוליות לבעלי החוליות: בשלב ההתפתחות המוקדם שלהם הם נחשבים לבעלי חוליות, בזכות זנב עם מאפיינים של בעלי חוליות; בהמשך הם הופכים לחסרי חוליות, כשהזנב והמאפיינים שאיתו נספגים בשאר הגוף ונעלמים.

מבין האצטלנים כולם, הבוטריל הוא הכוכב. "הוא חי במים מלוחים ונצמד למצעים קשים, כגון סלעים", משרטט גיא פז, מהחוקרים הוותיקים במעבדה, קווים לדמותו של החבר בצלחת הפטרי. "הבוטריל הוא בעל חיים מושבתי שבנוי מכמה פרטים, 'זואידים'; כל אחד נראה כעלה תפרחת יחיד בגודל מילימטר, ויחד הם יוצרים מבנה דמוי פרח או כוכב. המערכות הראשוניות חוברות למושבות, שנראות כמו משטח פרחים ויכולות לכלול גם 500 מערכות, בגודל בול או אפילו כרטיס אשראי. בטבע המושבות מופיעות בשחור, חום, ירוק, אדום, כתום או צהוב, אבל אין לצבעוניות הזאת כל משמעות או יתרון ביולוגי. את הבוטריל אנחנו מלקטים ממש פה, בחוף שקמונה שלמרגלות המעבדה. יש כמה זנים, ואנחנו חוקרים את הבוטריל הפרחוני, שמושבותיו נראות כמו שרשרות של פרחים קטנים, ואת השדרני, המאורך יותר".

קם לתחייה כמו עוף החול

אבל לא הצבעים, הפרחים והכוכבים הם שהעניקו לבוטריל את מעמדו כמושא מחקר נחשק וכאורח קבוע בכתבי עת מדעיים. למעשה, במשך עשרות שנים הוא לא היה כזה, עד שסגולותיו התגלו לגמרי במקרה, באותה מעבדה חיפאית, לפני 16 שנים.

סטודנטית צעירה עבדה עם הבוטריל כשחקרה שיטות לגידול תרביות תאים של חסרי חוליות בתנאי מעבדה. התרביות הן חומר הגלם במחקרים רבים, בסיס לבחינת השפעות של חומרים שונים על תאים שונים, אבל קשה מאוד לשמור עליהן סטריליות. "תרביות של חסרי חוליות הן תרביות שקשה לגדל במעבדה, מפני שחסרי החוליות מכילים פרזיטים, וירוסים וחיידקים", מרחיב פז. "במעבדה אתה שואף לגדל את התרביות בתנאים הכי קפדניים, ובדרך כלל, למרות המאמץ, לאחר כמה ימים אתה מוצא שעל צלחת הפטרי השתלט איזה פרזיט או וירוס, וכל העבודה יורדת לטמיון. במחקר ההוא הסטודנטית מיינה והפרידה את תאי הבוטריל לפי סוגי הרקמות, וסיפקה לתאים חומרים מעודדי גדילה. והנה, דווקא על צלחת פטרי שנשכחה בצד בתנאים לא סטריליים ושלא קיבלה תוספות מזון מצאנו שהתרחשה רגנרציה (התחדשות) מלאה - מפיסה זעירה של רקמת כלי דם התפתחה מושבה שלמה. כך התחיל המחקר".

בוטריל. תסתכלו עליו ותראו אותנו

המקריות גילתה כבר אז שמושבת בוטריל מסוגלת לחדש את עצמה ללא הפסקה, להצמיח עוד ועוד איברים חדשים. התחדשות היא תופעה קיימת בטבע; הרי גם השממית מגדלת זנב אחרי קטיעה. אבל הרגנרציה הבוטרילית מקיפה ושלמה בהרבה מכל תופעה דומה של התחדשות אצל בעלי חיים אחרים. ההתחדשות הזאת, אגב, לא צריכה תנאי מעבדה: מושבות הבוטריל בים הפתוח סופגות את כל האיברים שלהן, עד שהם נעלמים ונותרת רק רקמת כלי דם. וזה קורה כל שבוע.

איך זה עובד בדיוק? "מכיוון שתהליך הרגנרציה שמתרחש בבוטריל לא נמצא בשום בעל חיים אחר, מסובך להבין אותו", אומר פז. "האנלוגיה שאני נוהג לתת היא לגבעול של צמח ועליו עלים. הגבעול שואב וסופג את הנוזלים מהעלים עד שהם קמלים ונושרים, ובמקביל מנצים ממנו עלים חדשים. זה מאוד דומה למה שקורה במושבות הבוטריל: גם שם יש גוף מרכזי ששואב את כל החומרים מהזואידים, הפרטים שלו, עד שהם נספגים ונעלמים. במקביל, מכל זואיד שנספג צומחים שניים חדשים. אנלוגיה אחרת היא לפניקס, עוף החול המיתולוגי, שכל 500 שנה נשרף ומהאפר שלו קם עוף חדש. גם לבוטריל יש תכונות מיתולוגיות, רק שאצלו התהליך אינו מיתולוגי אלא אמיתי, ונמשך רק שבוע, בטמפרטורה של 20 מעלות".

ההתחדשות המהירה הזאת היא תכונה נוספת שהופכת את הבוטריל למודל מצוין: חיתוך סכין אחד במרכז המושבה לא יפגע בה, אלא יאפשר לעבוד בתוך ימים אחדים עם שתי מושבות בעלות הרכב גנטי זהה, בנות אותו גיל, שגודלו בתנאים זהים - אידיאלי לבדיקות השוואתיות וקבוצות ביקורת.

אבל ככל שהחוקרים העמיקו לבלות עם הבוטריל, הוא התרומם לנגד עיניהם מדרגת עוד חסר חוליות מן השורה - לא מעניין כשלעצמו, רק בסיס לבדיקת דברים אחרים - לדרגת פלא של הטבע.

פרדוקס הנוסע השמיני

לצד הסתגלנות של הבוטריל בהתמודדות עם שינויים, כישורי ההישרדות הגבוהים שלו ניכרים גם במפגש עם מושבות אחרות. קשרי החוץ שלו מספקים שיעור מעורר מחשבה על יחסים בין קבוצות ועל גבולות הכוח.

בשולי המושבה הבוטרילית נמצאים כלי דם שמסתיימים ב"קצוות עיוורים" - סופים בולטים, סגורים, כמו אצבעות של כף יד פתוחה. כשמושבה אחת פוגשת אחרת, כלי הדם נוגעים זה בזה, מגששים ולומדים את האחר, באמצעות שחרור עשרות חלבונים ואנזימים שונים. שחרור החומרים לא נועד לבדוק אינטרסים משותפים או תחומי עניין דומים, כי אם רק את ההרכב הגנטי של המושבה השכנה.

אם המושבות לא התרשמו לטובה זו מזו, כלומר לא איתרו כל מכנה גנטי משותף, נוצרת דחייה. בנקודות המפגש של כלי הדם מתפתח נמק, וכל מושבה גדלה לכיוון האחר. אם הן מחבבות זו את זו, כלומר מצאו דמיון גנטי, כלי הדם בנקודות המפגש מתאחים, ושתי המושבות מתאחדות למושבה משותפת אחת גדולה, שנקראת "כימרה" (מפלצת מיתולוגית עם ראש אריה, גוף עז וזנב נחש, ומושג ביולוגי לתיאור יצור חי המכיל כמה גנוטיפים שונים).

מה יוצא להן מזה? "חייב להיות לתופעה הזו יתרון אבולציוני, אחרת היא לא היתה קיימת", מבהיר פז. "ואכן מצאנו שמולטי־כימרה, מושבה שהיא תוצר התאחות של כמה מושבות, שורדת טוב יותר, נלחמת טוב יותר באויבים וקולטת יותר מזון. אם אחד הפרטים, למשל, ננגס - כל המושבה מתגייסת, מפרישה חומרים דוחים ושולחת לאזור תאים חיסוניים. מתחת למיקרוסקופ, כשנוגעים בעדינות בפרט אחד מתוך המולטי־כימרה ממש רואים איך כל המושבה מגיבה ומתכווצת".

ואולם חיי המושבה המאוחדת אינם אידיליים. כדרכם של קבוצות, גם בה יש משחקי כוח. אם, למשל, מתאחדות מושבות בצבעים שונים, בתוך כמה שבועות מתברר מיהי המושבה החזקה יותר. באיחוד של מושבה כתומה ומושבה שחורה, נניח, איחוי כלי הדם של שתי המושבות מאפשר העברה הדדית של הפיגמנטים, והצבעים כמו מתערבבים זה בזה. בעין בלתי מזוינת נראה הצבע של המושבה המאוחדת כמשהו שבין כתום ושחור, ורק מבט מתחת למיקרוסקופ מגלה מי המושבה השחורה ומי הכתומה. ואולם בתוך כמה שבועות מתחילה תחרות בין המושבות המאוחדות; החלשה שבהן נספגת אט אט, נעלמת, וגם תאי הפיגמנט שלה שנדדו למושבה החזקה נעלמים. הצבע של החזקה שולט בכל, וניכר היטב גם במראית עין בלתי מזוינת. אם תרצו, גרסת המיקרו־אורגניזם לאיחוד השבטים ב"הישרדות".

עד כאן חי הבוטריל על פי ההיגיון האבולוציוני הבריא. "אבל להפתעתנו הרבה", אומר פז, "בניסוי שנערך על כימרות של הבוטריל התברר שמושבה שחורה ספגה מושבה כתומה, וכמה חודשים אחר כך החלה להפיץ צאצאים כתומים. בהתחלה חשבנו שמדובר בטעות, ערכנו את הניסוי שוב וקיבלנו אותן תוצאות. גילינו כי בשלב הכימרה עברו תאים של המושבה הכתומה למערכת המין של המושבה השחורה. הכתומה נספגה ומתה, אבל תאי הגזע שלה נשארו במערכת המין של השחורה והתמיינו לתאי מין - ולכן קיבלנו את הצאצאים הכתומים.

"הגילוי הזה טרף את הקלפים. אף שהשחורה ספגה את הכתומה - המנצחת הגדולה בתחרות היא בכלל הכתומה. היא אפילו לא צריכה לחיות ולהתקיים כדי שיהיו לה צאצאים. ממש כמו בסרט 'הנוסע השמיני', שבו המפלצת השתמשה בפונדקאי שנשא את צאצאיה. זה פרדוקס אבולוציוני; הרי דרווין כבר קבע שמי שחזק הוא זה ששורד, ופה המושבה החלשה היא זו שמתרבה".

מה זה אומר עלינו

התובנות האלה מסעירות לא רק במישור הביולוגי, לא רק בדיון פילוסופי ולא רק כאנלוגיה סוציאלית. המשמעויות שלהן מגיעות גם לרפואת בני האדם, ובעיקר אל תחום ההשתלות. מה יכול לקרות אם גם אצל בני אדם יש נדידה כזאת של תאי גזע, שנודדים ומרימים ראש חודשים אחרי שהשתלבו בגוף?

לפז יש תשובה מפתיעה מאוד. "בן אדם שעובר השתלה של איבר דמי המכיל תאים מסוגים שונים, כמו כבד, עשוי לקבל עם האיבר גם תאי גזע של התורם", הוא מסביר. "אפשר לחשוב על מצב שבו תאי הגזע עוזבים את הכבד ונודדים דרך מחזור הדם לכל מיני מקומות בגוף ומתמיינים לתאים שונים, כגון לתאי זרע או ביצית. הצאצאים של המושתל, במקרה זה, עשויים להיות בכלל של התורם, מבחינה גנטית". בניסיון לצנן את הדרמה הביו־אתית שחולל במשפט האחרון, הוא מוסיף: "בדרך כלל אנשים שעוברים השתלות הם לא אנשים צעירים ולא מביאים עוד ילדים, אבל באופן תיאורטי האפשרות הזאת קיימת".

ומעבר למישור התיאורטי? "הרבה פעמים שואלים אותי 'מה הבשורה הגדולה במחקר על הבוטריל, ואיך זה טוב ליהודים?'.

התשובה שלי היא שהמחקר נעשה לצורך המחקר, זה מחקר בסיסי. אנחנו חוקרים את הבוטריל כי התופעות הייחודיות שהוא מציג מעניינות אותנו, וחשוב לנו להבין את המנגנונים שלהן. זה נכון שבסוף הדרך קיימת השלכה בין מערכת הבוטריל למערכות מפותחות יותר, כמו של בני האדם.

"הרבה גילויים של תרופות התחילו במחקר בסיסי ארוך ומפרך, כשמעבדות שונות מכל העולם אספו פיסות של מידע ובסוף נוצר איזשהו פאזל שאפשר לנצל למען האנושות, למען הסביבה ולשיפור התנאים. אם נוכל להבין את שלבי ההתפתחות של מערכת איחוי־דחייה בבוטריל, נוכל גם ללמוד ולהבין טוב יותר את המערכת הזאת בבני אדם ולענות על שאלות כמו למה שיעור הדחייה של שתלים בבני האדם כל כך גבוה או למה ניתן לשתול רק חלק מסוגי הרקמות, ונוכל להבין את השגיאות ואת מה שאנחנו מפספסים בנושא תאי גזע, איחוי ודחייה ורגנרציה".