רבייה מינית מאפשרת לפטרייה מסוכנת לפתח עמידות לתרופות
Candida albicans היא פטרייה הגורמת למחלות, ומוכרת לרובנו מזיהומים של הנרתיק, או של חלל הפה. ואולם, אצל פצועים וחולים שמערכת החיסון שלהם מוחלשת, גורמת הפטריה לזיהומים קטלניים – מעריכים שהם גורמים בכל שנה למותם של מאות אלפי בני אדם ברחבי העולם. אם אין די בכך, הפטריה גם מגלה עמידות גוברת והולכת לטיפולים תרופתיים. גילוי של חוקרים ישראלים עשוי לסלול דרך למאבק יעיל יותר בפטריה, בזכות הבנה טובה יותר של חיי המין שלה. עד כה, ידעו החוקרים כי הקנדידה מתרבה רק באמצעות חלוקת תאים פשוטה, שבה כל תא, זהה כמעט לקודמו. בכל תא כזה, יש שני עותקים של החומר הגנטי, ממש כמו בתאים של בני אדם, ולכן התאים מכונים דיפלואידים (diploid). רבייה כזו אופיינית לצורות חיים פשוטות יחסית, כמו חיידקים למשל.
במחקר החדש גילו חוקרים מהמחלקה למיקרוביולוגיה מולקולרית וביוטכנולוגיה באוניברסיטת ת"א, כי בתנאים מסויימים עוברת פטריית הקנדידה לרבייה מינית. בדרך הרבייה הזו נוצרים במקום התאים הדיפלואידיים, תאים המכילים רק עותק יחיד של החומר הגנטי, המכונים הפלואידים (haploid). מבחינה ביולוגית, הם דומים לתאי הזרע והביצית שלנו, שבכל אחד מהם יש רק עותק אחד של הכרומוזומים (23 אצל בני אדם, שמונה אצל הפטריה) – ואיחוד שלהם לתא אחד יוצר תא דיפלואידי חדש. "לא ידענו על קיומם של התאים האלה אצל הפטריה, והגילוי מאפשר לנו להבין טוב יותר כיצד נוצר מגוון שינויים בתאי הפטריה, במיוחד כשהיא מפתחת עמידות לתרופות", אומרת פרופ` יהודית ברמן, ראש צוות המחקר. "בנוסף, גילוי תאים שיש בהם רק עותק אחד של החומר הגנטי, מאפשר לחוקרים לעבוד עם התאים בקלות רבה יותר, ולפתח ביעילות גבוהה יותר תרופות נגד הפטריה".
מיניות בשעת מצוקה
החוקרים עדיין אינם יודעים בדיוק מה גורם לפטריה לעבור מרבייה רגילה לרבייה מינית. במאמר בכתב העת Nature, מציגים ברמן ועמיתיה ממכמה מוסדות מחקר בארה"ב, בסינגפור ובטייוואן, ממצאים כי אחד הגורמים עלול להיות מצוקה של הפטריה, למשל נוכח חשיפה לתרופות. זה מחזק את החשד כי המנגנון הזה מסייע להגברת העמידות לתרופות, ובשלב הבא מתכוונים החוקרים לחפש בתאים ההפלואידיים את הגנים האחראים להתמודדות הפטריה עם תרופות, בנסיון לאתר חומרים שהפטריה מתקשה להתמודד עמם, ויוכלו לשמש בסיס לתרופות חדשות. "שלא כמו בתרופות אנטיביוטיות, הפועלות על חיידקים, תא הפטריה דומה יחסית לתאים של בני אדם, וקשה הרבה יותר למצוא חומרים שיפגעו רק בפטריה, בלי לסכן רקמות בריאות", מסבירה ברמן.
הגילוי של ברמן ועמיתיה עשוי לסלול את הדרך להבנה טובה יותר בדבר דרכי הרבייה של פטריות נוספות הגורמות למחלות. הנושא הזה הופך מרכזי יותר ויותר ברפואה עם התרבותם של חולים בעלי מערכת חיסונית מוחלשת, כמו חולי סרטן ואיידס, או מושתלי איברים.
ד״ר אלי לואיס, חוקר מאוניברסיטת בן־גוריון שבנגב, מדווח על הבטחה חדשה בעקבות כמה מחקרים פרה-קליניים עם החלבון AAT) Alpha-1-antitrypsin). חלק ממחקרים אלו קשורים בגלסיה (Glassia), תרופה המיוצרת על ידי חברת התרופות הישראלית קמהדע. "לאחרונה הצגנו מחקרים המראים כי AAT, המיוצר בין היתר על ידי קמהדע בשם גלסיה, עשוי לשמש כטיפול יעיל ובטוח בכמה מחלות", מסביר ד״ר לואיס, מנהל המעבדה לחקר איי הלבלב, במחלקה לביוכימיה קלינית ופרמקולוגיה בפקולטה למדעי הבריאות. "המחקרים, שהוצגו בכנס מדעי יוקרתי בגלזגו, סקוטלנד, מציגים תכונות טיפוליות חדשות של AAT, חלבון המעורר לאחרונה תשומת לב עולמית. ממצאים אלו מציגים דרכים שבהן אפשר לבקר את פעילות מערכת החיסון באופן רלוונטי ובטוח."
"התוצאות שלנו מראות" מסביר ד״ר לואיס, "כי AAT מבקר את פעילות תאי מערכת החיסון מסוג B, ובכך מקנה תוחלת (פרוגנוזה) טובה יותר בהשתלות איברים. יתר על כן, עכברים שטופלו ב-AAT מציגים עלייה משמעותית ברמה של חלבונים אנטי־דלקתיים כגון 10-IL ו-IL-1Ra."
אחת המסקנות העיקריות מהמחקרים האלו, שהוצגו בכנס בגלזגו ופורסמו בכתב־העת Immunology, היא שנוכחותו של AAT מקטינה את הסבירות לדחיית שתל. השתלת תאים ממקור לא אנושי אצל בני אדם (כדי להתגבר על המחסור החמור באיברים) זוכה ליתרון משמעותי על ידי הוספת AAT.
מנגנון ההגנה של הגוף
נוסף על כך, נמצא כי נוכחות AAT חוסמת חלבונים פרו־דלקתיים שתורמים משמעותית להתקדמותו של מחלות. לדוגמה, בנוכחות AAT יש עיכוב במספרם של Heat Shock Proteins, קבוצה של חלבונים דלקתיים שפעילים גם בסוכרת נעורים מסוג 1. "חלבונים אלו מוכרים היום כאלמנטים הדורשים עיכוב; העובדה ש-AAT נקשר אליהם ומנטרל אותם חשובה ביותר", אומר לואיס.
״במחקר אחר שפורסם הראינו כי לעכברים החולים בדלקת ריאות חיידקית ולעכברים עם זיהום בטני שטופלו ב-AAT פרוגנוזה טובה יותר בהשוואה לעכברים לא מטופלים. ההשערה היא ש-AAT אינו מאפשר התיישבות של חיידקים ברקמה ועל ידי כך מונע זיהום. "לאנשים שלהם, מסיבות גנטיות, רמות נמוכות יותר של AAT, יש שיעור גבוה יותר של דלקות ריאות חיידקיות, ותדירותן מופחתת באופן דרמטי על ידי הטיפול ב-AAT. בזמן דלקת הגוף שלנו מנסה להעלות את רמות AAT כמנגנון הגנה", מסביר ד״ר לואיס. "כגישה טיפולית, תמיד נעדיף לתת לגוף את מה שהוא כבר מייצר בעצמו אבל נכשל בכמות ובתזמון הייצור."
המנגנון שמאחורי התוצאות האלו עדיין נבדק והחוקרים שוקלים כמה נתיבים להמשך המחקר. "נראה כי חיידקים מסוגים שונים מנצלים את הדלקת ואת ההרס של הרקמה המתלווה אליה לטובתם כדי להתגבר על מערכת החיסון ולחדור לגופנו", אומר ד״ר לואיס. "AAT מונע דלקת ונזק רקמתי בשלב זה של הזיהום, ועל ידי כך אינו מאפשר לחיידק להתרבות בגוף. כעדות תומכת, שני מקומות נוספים שבהם נוצר AAT באופן טבעי בגופנו הם הריאות והמעיים, החשופים מטבעם לחיידקים. היכולת להגן על הרקמה מבדילה את AAT משאר הטיפולים האנטי־דלקתיים. סטרואידים או אספירין אינם מגנים על רקמות, להפך - בדרך כלל אפשר לראות נזק הקשור לטיפולים אלו."
לאחרונה הראו חוקרים מרחבי העולם, בשיתוף עם מעבדתו של ד״ר לואיס, כי AAT הוא בעל תכונות מולקולריות ייחודיות, האחראיות לתפקודים האנטי־דלקתיים שלו, כמו גם יכולת אנטי־בקטריאלית, תכונת שמירה על רקמות ובקרת פעילות מערכת החיסון. לואיס ועמיתיו מצאו לאחרונה עדויות לכך ש-AAT עשוי לפעול להפחתה בנזק לרקמות הלב הנגרם בעקבות אוטם שריר הלב. לפעילות זו תועלת קלינית רבה בחולי לב והיא משפרת את הפרוגנוזה ואת התאוששות החולים לאחר אירוע לב.
חוקרי קמהדע פרסמו דוח ביניים מניסוי קליני שלב 2 הנעשה בישראל, בחולים שאובחנו לאחרונה כחולים בסוכרת מסוג 1 ושמטופלים בגלסיה, תרופה המכילה AAT. התוצאות הראו מגמה חיובית במאפיינים השונים של המחלה. נראה כי להשפעה של AAT כמוריד דלקת ומונע נזק רקמתי יש יתרון חשוב במקרה של אבחון מוקדם של סוכרת מסוג 1.
מחלות אחרות שבהן נדרשת גישה אנטי־דלקתית על ידי בקרה בטוחה של מערכת החיסון הן סוכרת מסוג 2, טרשת נפוצה, דלקת פרקים שגרונית ועוד. ❖
ד״ר אלי לואיס צילום: דני מכליס, אוניברסיטת בן־גוריון בנגב
פחות מארבעה חודשים לאחר שהחל לחקור את אזור המשווה של המאדים שידר רכב השטח של NASA, קיוריוסיטי (Curiosity) ממצא שעשוי לסמן פריצת דרך בחיפוש אחר חיים מחוץ לכדור הארץ.
רכב החלל קיוריוסיטי. האם התגלה חומר אורגני במאדים? NASA/JPL-Caltech
משימת החלל, ששמה המלא הוא Mars Science Laboratory Projectשוגרה לפני כשנה במטרה לחקור את התאמתו של מאדים לחיים אורגניים בעבר ובהווה. רכב השטח קיוריוסיטי מצויד במכשירי צילום, וכן במכשירים המודדים ומנתחים את המינרלים המצויים בדגימות הקרקע והסלע שאותן הוא אוסף באמצעות זרוע רובוטית - ואת ההרכב הכימי שלהן. הרכב נחת במכתש גייל (Gale), שקע בקוטר של כקילומטר, שמשערים שהכיל אגם קדום. כבר בתחילת פעילותו, בסוף ספטמבר, שידר קיוריוסיטי סימנים המעידים על נוכחות מים בעבר במכתש גייל - תרכובות הנוצרות בסביבה מימית וחלוקים מעוגלים, שייתכן שעוצבו על ידי מים זורמים.
החיים המוכרים לנו בכדור הארץ מאופיינים על ידי שלושה גורמים: מים, אנרגיה וכימיה אורגנית המבוססת על פחמן. קודמיו של קיוריוסיטי, כלי רכב השטח ספיריט (Spirit) ואופרטיוניטי (Opportunity), שהחלו את פעולתם בשנת 2005 ואחד מהם עדיין פעיל כיום - התמקדו בחיפוש סימנים גאולוגיים להימצאות מים נוזליים במאדים בעבר הרחוק. קרח התגלה באזורי הקוטב של מאדים על ידי הנחתת פניקס (Phoenix) לפני כשנתיים.
המשימה הנוכחית אינה מזניחה את חקר המים, אך ממוקדת בזיהוי תרכובות אורגניות. לשם כך צויד הרכב במעבדה כימית קומפקטית בגודל של תנור מיקרוגל ביתי ממוצע, הנקראת Sample Analysis at Mars, או בקיצור SAM, ומסוגלת לזהות מולקולות אורגניות מורכבות בריכוז של כמה חלקים למיליארד. היא עושה זאת באמצעות אנליזה כימית של דוגמאות העפר והסלע הנחפרות באמצעות הזרוע הרובוטית. באחת ממגוון השיטות, הדגימה מחוממת לטמפרטורה גבוהה, והרכב הגזים המתנדפים נמדד באמצעות ספקטרומטר מאסות וכרומטוגרף גזים.
הניסיון הראשון לגלות פעילות ביולוגית במאדים נערך במשימה ויקינג (Viking) - זוג חלליות שנחתו בשתי נקודות על פני מאדים בשנת 1976 . הן הכילו תא לעריכת ניסויים ביולוגיים־כימיים על דגימות קרקע מאדימית, וניסו לגלות פעילות של חילוף חומרים עם חומרי מזון מסומנים רדיואקטיבית שהובאו מכדור הארץ. אז התקבלו תוצאות שנויות במחלוקת, והמחקר הוכרע לבסוף על ידי מדידה בספקטרוגרף מאסות, שלא גילה סימן למולקולות אורגניות. גילוי חומרים אורגניים כעת יוכל להפוך על פיה את הפרשנות לניסויים שנערכו על מאדים לפני 36 שנה.
במסיבת עיתונאים שנערכה בכנס האגודה הגאופיזיתשל ארצות־הברית בסן־פרנסיסקו ב־3 בדצמבר 2012 הודיע הצוות המדעי של קיוריוסיטי על ממצאים מניתוח הרכב קרקע המאדים על ידי מעבדת המחקר SAM. בין השאר נמצאו מולקולות של מימן גופריתי ושל מתאן, שבו אחד או יותר מאטומי המימן הוחלף בכלור, כמו CClH3. ממצאים אלה עשויים לרמז על הימצאות חומר אורגני.
אם יוכח כי חומר אורגני זה נוצר על פני מאדים (ולא הובא למאדים מבחוץ, למשל על ידי החללית עצמה או במטאוריטים פחמניים שהגיעו למאדים מהחלל), נוכל ללמוד על התפתחות החיים על פני כדור הארץ הקדום, כמו גם על התפתחות חיים בכוכבי לכת אחרים. ממצא מעניין נוסף הוא כי היחס דאוטריום (איזוטופ כבד של מימן) למימן (D/H)במאדים גדול פי חמישה מהיחס בכדור הארץ. ההשערה היא שתופעה זו קשורה לכוח המשיכה הקטן יותר של המאדים, לכן הדאוטריום, הכבד יותר, מתנדף פחות מהמימן ונותר ביחס גבוה יותר מבכדור הארץ. ממצא זה עשוי ללמד על הרכב האטמוספרה הקדומה של מאדים ועל התנדפותה.
המדען הראשי של קיוריוסיטי, ג׳ון גרוצינגר (Grotzinger) סיכם כי עדיין מוקדם לקבוע אם קיוריוסיטי גילתה חומר אורגני במאדים, וכי הדרך ארוכה עד שאפשר יהיה לקבוע אם הפחמן שנמצא הגיע מחומר אורגני או אף ביוטי, שמקורו במאדים. עם זאת, עצם פעולתם התקינה והמשולבת של כל עשרת מכשירי המדידה של קיוריוסיטי מהווה הישג יוצא דופן ומבטיח פעולה חלקה וסיכויים להישגים ותוצאות במשך השנתיים שבהן המשימה מתוכננת להמשיך.
בכל אחד מהגנים שאותו אנו נושאים שוכן רצף DNA קצר, המהווה מקטע בקרה, והם אלה שאחראים להתפתחות גוף האדם. פענוח שלהם יכול להוביל לריפוי שיבושים בגנים
Jerome Walker
עם פענוח גנום האדם הושלם זיהוים של כ־20 אלף הגנים של האדם. בסמוך לכל אחד מאותם גנים שוכן רצף DNA קצר, המהווה מקטע בקרה: קשירת חלבון למקטע זה קובעת אם אותו גן יתבטא, מתי, ובאיזו כמות. חשיבותם של מקטעים קצרים אלה אינה נופלת מזו של הגנים עצמם ואולי אף עולה עליהם: הם אלה שאחראים להתפתחות הנכונה של האיברים והרקמות בעובר; הם אלה שקובעים כי תאי העין - ורק הם - יכילו מולקולות רגישות לאור, וכי תאי לבלב מסוימים ־ ורק הם - יפרישו אינסולין; והם שמנחים את מערכות הגוף כיצד להתמודד עם איומים חיצוניים. כ־90% מהשינויים הגנטיים (מוטציות) הגורמים למחלות בבני אדם מצויים באזורי בקרה אלה. לכן, הבנה מעמיקה של אופן פעולתם ושל השיבושים הנגרמים בהם תסייע בפיתוח דרכי ריפוי ממוקדות, המותאמות אישית לכל חולה.
על אף חשיבותם הרבה, מנגנוני הפעילות של גורמי הבקרה עדיין אינם מובנים. כעת הצליח צוות מדענים בראשותו של ד״ר עידו עמית מהמחלקה לאימונולוגיה במכון ויצמן למדע, בשיתוף מדענים ממכון ברוד (Broad) שבמסצ׳וסטס, ארצות־הברית, ובהם מנואל גרבר וניר יוסף, וכן אביב רגב וניר פרידמן מהאוניברסיטה העברית, לפתח שיטה מתקדמת לסריקה ולמיפוי של גורמי הבקרה. ממצאי המחקר, שהתפרסמו בכתב־העת המדעי Molecular Cell, חושפים את עקרונות הפעולה של ״קודי הבקרה" של הגנום: מתברר שגורמי הבקרה פועלים באופן היררכי והם מחולקים לשלוש דרגות. החוקרים מיפו את פעילותם של 50 גורמי בקרה, בנקודות זמן שונות, בתאי חיסון שנחשפו לחיידק, וכך הצליחו לחשוף את פרטי הפרטים של המנגנונים המבקרים תגובה חיסונית מסוג זה.
"בימים אלה מתקיים מרוץ דומה בחשיבותו ובמורכבותו למיפוי גנום האדם - המאמץ להבין את השינויים הגנטיים באזורי הבקרה, ואת הקשר שלהם למחלות ולשונות בין בני אדם", אומר ד״ר עמית. "המרוץ הזה נתקל במכשול משמעותי: התהליך שבאמצעותו ממפים מנגנוני בקרה מזה 30 שנה הוא מורכב, מסובך ואטי, משום שהוא נעשה באופן ידני, דוגמה אחר דוגמה. לפיכך נעשו מחקרים כאלה רק על ידי צוותי ענק של מדענים. באמצעות השיטה החדשה הצלחנו - קומץ אנשים - לבצע מחקר בקנה המידה זהה, אך בחלקיק מהזמן. "המטרה היא לזהות את החלבונים (המכונים "גורמי שעתוק") הנקשרים לרצפי הבקרה, ולקבוע איזה חלבון נקשר לאיזה רצף, באיזה תא ובאיזה מצב. לשם כך מקובעים החלבונים ל-DNA, ולאחר מכן ה-DNA עובר פענוח (״ריצוף״) לצורך קביעת המיקום המדויק שבו נקשר החלבון לגנום. השיטה שפיתח ד״ר עמית משלבת אוטומציה מתקדמת ושיטות חישוביות, ובוחנת במקביל כמות גדולה של חלבונים.
גורמי הבקרה מתחלקים באופן היררכי לשלוש רמות. גורמי הרמה הגבוהה ביותר (למעלה) משפיעים על מצב החומר הגננוי, וכך קובעים את זהותו הבסיסית של התא. גורמי הרמה השנייה קובעים את רמות הביטוי של הגנים וכך מעצבים את תכונותיו של התא. גורמי הרמה השלישית דינמיים יותר, ומפעילים גנים בתגובה למצבי גוף משתנים
היררכיה חלבונית
המדענים חשפו תאים מסוימים של מערכת החיסון לחיידקים, ולאחר מכן עקבו אחר 50 חלבוני בקרה, הידועים כחשובים לתגובה החיסונית, בארבע נקודות זמן שונות. כך עלה בידיהם לזהות את אתרי הקישור שאליהם נקשרים חלבוני הבקרה, לקבוע אילו גנים הם מפעילים, באיזו רמה, ובאילו מנגנונים. נוסף על כך, הם גילו כי קיימת היררכיה בפעילותם של 50 החלבונים, וכי אפשר לסווג אותם לאחת משלוש רמות: הרמה הראשונה של גורמי בקרה היא הקובעת את זהותו הבסיסית של התא ואת מסלול ההתמיינות שלו. גורמי בקרה אלה מסוגלים לבדם לקבוע את תכונות התאים המרכיבים את רקמות השריר, את אלה היוצרים את מערכת העצבים, וכדומה. בעוד הרמה הראשונה של גורמי הבקרה יוצרת חלוקה גסה לזהויות בסיסיות של תאים, הרמה השנייה קובעת תת־זהויות, באמצעות בקרת עוצמת הביטוי של הגנים. כך נוצרים, לדוגמה, ההבדלים בין תאים שונים של מערכת החיסון, או בין תאי שריר חלק לבין תאי שריר משורטט. הרמה השלישית של הבקרה היא הספציפית ביותר, ומשפיעה על ביטויים של גנים מסוימים. ברמה זו נקבעת תגובת התאים לגורמים חיצוניים: פלישת חיידקים, איתות הורמונלי, רעב ועוד.
הבנת המבנה ההיררכי מאפשרת לחזות כיצד יתבטאו מחלות הנגרמות עקב פגמים בגורמי הבקרה. שיבושים בגורמי בקרה מהרמה השלישית עלולים לפגוע, לדוגמה, ביכולתו של הגוף להתמודד עם מחלות נגיפיות. שיבושים בגורמי הבקרה מהרמה הראשונה עשויים לגרום לוקמיה, משום שבמחלה זאת נפגעים מסלולי ההתמיינות של תאי הדם. נוסף על כך, בהבנה מעמיקה של תוכנית הבקרה טמון גם פוטנציאל בתחום הרפואה השיקומית, שכן היא מאפשרת לגרום להתמיינות מחודשת של תאים באמצעות גורמי הבקרה המתאימים. חולים הזקוקים להשתלת תאים מסוג מסוים יוכלו להשתמש בתאים שלהס־עצמם לאחר שימוינו מחדש, וכך להתגבר על הקושי שבמציאת תורם מתאים.
מימין: ד"ר רוני בלכר, ד"ר זהר ברנט יצחקי, חמוטל בורנשטין וד"ר עידו עמית צילום: מכון ויצמן למדע
"השיטה החדשה למיפוי תוכנית הבקרה הגנטית פותחת אפיקים חדשים למדידת תהליכים ביולוגיים ולהבנה עמוקה שלהם, וכך תסייע להבין את השיבושים הגורמים למחלות שונות", אומר ד״ר עמית. "דוגמה לכך היא מחלת הלוקמיה, שקשורה בגורמי בקרה כאלה. תהליכי מחלה זו נחקרים על ידי בימים אלה, בשיתוף פרופ׳ שי יזרעאלי מהמרכז הרפואי בתל השומר."
נגיף האבולה (Ebola) הוא אחד הנגיפים האלימים והמסוכנים ביותר. למחלה הנגרמת ממנו ("מחלת נגיף האבולה" - EVD) אין תרופה או חיסון, וכ-70% ממקרי ההדבקות בו מסתיימים במוות. לכן התפרצות של מגפת אבולה היא אחד התרחישים הקשים ביותר מהם חוששים ארגוני הבריאות העולמיים והמקומיים. למרבה המזל, נראה שאף אחד מנגיפי האבולה אינו מועבר דרך האוויר, ולכן במקרה של מגפה אפשר להישמר מפניו על ידי הימנעות ממגע.
ואולם, מניסוי שנערך לאחרונה באוניברסיטת מניטובה ובסוכנות הקנדית לבקרת מזון, עולה אפשרות שבנסיבות מסוימות יכול נגיף האבולה להיות מועבר גם דרך האוויר. במסגרת הניסוי שהו ארבעה גורי חזירים שנשאו את הנגיף בחלל משותף עם ארבעה קופי מקוק בריאים, אולם מכשול מנע מגע פיזי בין הקופים לחזירים. לאחר כשבוע נדבקו שניים מהקופים במחלה, וימים ספורים לאחר מכן נדבקו גם שני הקופים הנותרים. העובדה שהקופים נדבקו ללא מגע פיזי ישיר עם החזירים מצביעה על אפשרות שהנגיף יכול להיות מועבר בתנאים מסוימים דרך האוויר. אפשרות אחרת היא שטיפות מים שניתזו בזמן ניקוי תאי החזירים הגיעו לשטח המחיה של הקופים וגרמו להם להידבק. אמנם עדיין לא נרשמו מקרים שבהם בני אדם נדבקו באבולה דרך האוויר, אבל החוקרים טוענים שיש לפקח על תעשיית גידול החזירים המתפתחת באפריקה, למשל על ידי הגנה על חוות הגידול מפני גישת עטלפים, הנחשבים לנשאים של המחלה.
אחת הבעיות הקשות בטיפול בסרטן הוא חוסר הוודאות שתאי הגידול הושמדו עד תום. לעתים קרובות – קרובות מדי, לצערנו – זמן קצר לאחר טיפול בכימותרפיה ו/או בהקרנות, שב הגידול ומופיע מחדש ואף שולח גרורות לאיברים אחרים. מחקרים רבים העוסקים בסרטן מתמקדים בחיפוש דרכים למנוע את ההתפרצות החוזרת. גישה מעניינת ומורכבת במיוחד פיתחו חוקרים מאוניברסיטת שפילד שבאנגליה, בראשות פרופ` קלייר לואיס (Lewis). השיטה רותמת תאים של מערכת החיסון, הנאבקים באופן טבעי בגידולים סרטניים. החוקרים בחרו במקרופאגים (macropahges) – סוג של תאי דם לבנים הבולעים גופים זרים שחודרים לרקמות הגוף.
בלי חמצן
המקרופאגים שייכים לזרוע המוּלדת של מערכת החיסון, כלומר הזרוע המשמשת קו הגנה ראשון של הגוף ואינה מסוגלת להפעיל מנגנון המותאם ייחודית לגורם הזר, כמו מערכת החיסון הנרכשת. מכיוון שאינם ספציפיים התאים האלה פועלים בין השאר באזורים שיש בהם מאפיינים של פעילות עויינת, ובין השאר ברמות שיש בהן מחסור בחמצן. זה בדיוק המצב שנוצר במרכזם של גידולים סרטניים רבים, שבהם התאים מתחלקים בלי שליטה, ובלי לייצר כלי דם מתאימים שיספקו להם חמצן. לכן יש תאים במרכז הגידול שפשוט נחנקים בהעדר חמצן. המצב הזה הוא איתות למקרופאגים להסתער על רקמת הגידול ולהתחיל לבלוע את התאים שלה. בשיטה הזו ובעוד דרכים, מצליחה מערכת החיסון לחסל ככל הנראה בכוחות עצמה לא מעט גידולים, עוד בטרם אנו מודעים לכך שהם נוצרו. ואולם, אין די בכך, שהרי גידולים רבים מצליחים לשגשג ולהתפתח על אף מאמציה של המערכת החיסונית. החוקרים משפילד לקחו את היכולת של המקרופאגים להגיע במהירות למרכז הגידול ולתקוף את תאיו, והחליטו לשכלל אותה, באמצעות הפיכת התאים האלה לוויראליים – פשוטו כמשמעו.
פרופ` לואיס וצוותה נטלו מקרופאגים של עכברים, והשתילו בתוכם, בהנדסה גנטית, וירוסים – נגיפים – קטלניים לתאים סרטניים. הנגיפים נבדלים מרוב צורות החיים האחרות בדבר אחד – אין להם קיום עצמאי מחוץ לתא שאותו הם תוקפים. הנגיף עצמו אינו אלא חומר גנטי (DNA או RNA) ארוז בתוך קופסית חלבון שיודעת לעשות רק דבר אחד – לחדור לתוך תאים. ברגע שהנגיף נמצא בתוך התא, הוא משתלט על מערכות הייצור שלו, וגורם לתא לשכפל עוד ועוד עותקים מהחומר גנטי של הנגיף, ולהרכיב עוד ועוד קופסאות חלבון כאלה, עד שהתא הנגוע מתפוצץ, ומפזר סביבו רבבות קופסאות כאלה שמדביקות את התאים הסמוכים, וחוזר חלילה. זאת אחת הסיבות שאפשר לייצר חיסון נגד נגיפים רבים – באמצעות נוגדנים המזהים מרכיבים של הקופסית ותוקפים את הנגיפים מחוץ לתא – אבל קשה מאוד לייצר תרופות נגד נגיפים, משום שבתוך התא הנגיף מוגן היטב, וקשה מאוד למצוא חומרים שיבחינו בין תא בריא לבין תא נגוע בנגיף. החוקרים השתילו את החומר הגנטי של הנגיף קוטל התאים בתוך המקרופאגים, והזריקו אותם לעכברים חולי סרטן הערמונית, לאחר שקיבלו סבב של טיפול "רגיל" בסרטן – כימותרפיה או הקרנות. המקרופאגים שהוזרקו לאזור הגידול נהרו אליו עם חבריהם, שנזעקו למוקד המוכה בחוסר חמצן. כשהגיעו לשם, התחילו גם הם לבלוע תאי גידול, ובאותה הזדמנות החדירו להם את החומר הגנטי של הווירוס. עד מהרה הופכים המקרופאגים האלה לבתי חרושת לנגיפים, והם מפיצים אותם בין תאי הגידול. הנגיפים משתלטים על התאים ומשמידים אותם, אבל כיצד אפשר להבטיח שהנגיפים לא ימשיכו בדרך להשמיד גם את התאים הבריאים? כאן משתלב עוד מפתח בטיחות שהכניסו החוקרים משפילד. לתאי הגידול של סרטן הערמונית יש כמה מקטעי DNA ייחודיים להם, שאינם קיימים בתאי הערמונית הרגילים. הנגיפים המהונדסים בתוך המקרופאגים תוכננו כך שהם יוכלו להתרבות רק בנוכחות מקטעי ה-DNA האלה, או במילים אחרות, הנגיפים יכולים להתרבות אך ורק בתאי הגידול של סרטן הערמונית. זה מבטיח סיכויים טובים להשמדת הגידול עד תום, ומניעה של הישנות הגידול. ואכן, במאמר המתפרסם בכתב העת Cancer Research, החוקרים מדווחים על הצלחה של ממש בהשמדת הגידולים – בינתיים, כאמור, בעכברים.
ממחקר לרפואה
לאור ההצלחה, החוקרים מקווים לעבור במהירות יחסית לטיפול נסיוני בבני אדם. פרופ` לואיס והאונקולוגית ד"ר ג`נט בראון (Brown) מנסות כעת לגייס את המימון הדרוש לפתיחתם של ניסויים קליניים. "אני משוכנעת שנשיג את המימון כי התוצאות הטרום-קליניות מבטיחות מאוד", אמרה לואיס לרשת ב`. "השלב הבא יהיה להרחיב את טווח הפעולה של השיטה, ולהתאים את המקרופאגים והנגיפים לסוגים נוספים של גידולים".
לוחצים את הגידול
מחקר נוסף המעורר סקרנות רבה נעשה באוניברסיטת ברקלי האמריקנית. צוות החוקרים, בראשות פרופ` דניאל פלטשר (Fletcher) ופרופ` מינה ביסל (Bissell) בחן את השפעתו של לחץ פיסי מתון על תאי גידול של סרטן השד. החוקרים גידלו את התאים בתרבית, בתוך תבנית סיליקון גמישות. הם גילו כי הפעלת לחץ על התאים הסרטניים, מחוללת תהליך מדהים – התאים חדלים מהפעילות הסרטנית וחוזרים לתפקד כתאים רגילים. גם הרקמה של צינוריות החלב מן השד מתארגנת בצורה סדורה בעקבות הפעלת הלחץ הפיסי, במקום המבנה חסר הארגון המאפיין את הרקמה הסרטנית. הממצאים האלה הוצגו בעת האחרונה בכינוס של האגודה האמריקנית לביולוגיה של התא בסאן-פרנסיסקו. החוקרים גילו עוד כי נוכחותו של חלבון בשם קדהרין (cadherin), האחראי להיצמדות התאים זה לזה, חיונית לקיום התהליך של החזרה מתא סרטני לתא רגיל. חשוב לציין שהניסויים האלה נעשו בינתיים רק בתרבית תאים, וגם החוקרים מדגישים כי המחקר אינו מצביע על כך שאמצעים כמו חזיית-לחץ עשויים לעכב את התפתחות הסרטן או להחזיר לאחור את התהליך. לדבריהם, הלחץ עצמו לא יהיה כנרה טיפול, אבל השיטה מאפשרת למקד את החיפוש אחר חומרים שונים האחראים לתהליך הזה, ולנסות לברור מביניהם חומרים שיוכלו לסייע בטיפול בסרטן השד.
השאלה כיצד החלו החיים היא עדיין אחת השאלות המסתוריות במדע. השאלה התחדדה במיוחד עם ההכרה כי התא החי הוא גוף מסובך ביותר. גם אם התשובות רחוקות וחמקניות, מדענים יוסיפו לחפש את מקור החיים.
היקום נוצר לפני יותר מ־13 מיליארד שנה וכדור הארץ נוצר לפני כ־4.5 מיליארד שנה. כיצד נוצרו החיים בכדור הארץ, ומתי? לשם עשיית סדר הבה נתחיל - בהתחלה: המפץ הגדול הוביל ליצירת היקום והכוכבים, ובהם גם - בחלוף מיליארדי שנים - מערכת השמש וכדור הארץ שנוצרו, כאמור, לפני כ־4.5 מיליארד שנה. לצורך הפרספקטיבה של לוח הזמנים, אציין שוב כי גילו של היקום מוערך ביותר מ־13 מיליארד שנה, והמין האנושי הפך למין־ביולוגי נפרד לפני כאלפית מיליארד שנה. חצי מיליארד השנים הראשונות של הכדור היו סוערות במיוחד, כאשר בתחילה התנגש בו גרם שמימי גדול, ורסיסים שנוצרו כתוצאה מפגיעה זו התגבשו ויצרו את הירח. הדבר גרם לטמפרטורות גבוהות בהרבה מ־100 מעלות, שבהן לא ייתכנו חיים. בהמשך, עם התקררות הכדור, הוא ״הופצץ" על ידי אסטרואידים ומטאוריטים שהכילו מולקולות בסיסיות, הרלוונטיות לתחילת החיים, וכן שביטים מכילי קרח של מים, שסיפקו מים שהם כה חיוניים לקיום חיים כפי שאנו מכירים אותם בכדור הארץ כיום. אם נדלג כחצי מיליארד שנה קדימה, נמצא את האב הקדמון המשותף האחרון של החיים על פני אדמות - האורגניזם החד־תאי שממנו התפתחו כל החיים בדרך של אבולוציה. חקירת מאובנים ושיטות חישוביות מגלות כי האב הקדמון האחרון דמה לתא החי כפי שאנו מכירים אותו - מעטפת המכילה מערכת של DNA וחלבונים. פשוט ככל שיהיה ביחס לחיים כיום, הוא עדיין אורגניזם מסובך שאינו סביר שייווצר מעצמו בשלב אחד.
השאלה היא כיצד התחילו החיים בכדור הקדום (Prebiotic earth), שעליו התקיים ככל הנראה ״המרק הקדום״ (גוף מים ובו חומרים אורגניים), שבו נוצר אב קדמון זה.
הגדרת החיים
המינימום הדרוש מהחיים הוא היכולת לקיים עצמם, אולם אין זה מספיק ואפשר לחשוב על מערכות המסוגלות לקיים עצמן אך ברור שאינן חיות - כמו למשל אש. התנאי הנוסף הדרוש לחיים הוא היכולת לעבור אבולוציה, כלומר - להכיל מידע ולהעביר אותו בצורה נאמנה מדור לדור, ושכפול המידע עשוי להוביל לטעויות. תהליך הברירה הטבעית, בסופו של דבר, מוביל לכך שטעויות שמובילות 7שינויים מיטיבים, שמאפשרים לתא להתמודד יותר טוב עם סביבתו, נשמרות. בהתאם לזאת, בקהילה המדעית מקובלת ההגדרה של NASA: "מערכת חיה היא מערכת המקיימת את עצמה והמסוגלת לעבור אבולוציה".
חיים בתוך שלולית
במאה ה-19 צ׳ארלס דארווין, ולאחר מכן גם לואי פסטר, העלו השערה עקרונית שהחיים החלו כתרכובות אורגניות בתוך שלולית חמימה, שלאחר מכן התפתחו למערכות חיות. בתחילת המאה ה־20 הביוכימאי הרוסי אלכסנדר איוונוביץ׳ אופארין (Oparin) והביולוג הבריטי ג׳.ב.ס הלדיין (Haldane), באופן בלתי תלוי זה בזה, היו הראשונים שתיארו באופן פרטני יותר כיצד היו יכולים החיים להתפתח מן החומר הדומם ולעבור אבולוציה. אופארין, שהיה ביוכימאי, טען כי חומר חי ודומם דומים בבסיסם, וכי ההבדלים ביניהם נוצרים כתוצאה מהאבולוציה של החומר, שהביאה ליצירת מולקולות מורכבות יותר ויותר, שהחלו לפעול יחדיו. הלדיין, שהיה ביולוג, טען כי התנאים הכימיים ששררו בכדור הובילו ליצירת מגוון של מולקולות פשוטות, ששימשו כמעין מצע שעליו היו יכולים החיים הראשונים להתפתח.
בכדור הארץ הקדום שררו התנאים הדרושים להיווצרות החיים: מים במצב צבירה נוזלי, וכן מולקולות שהיו דרושות כאבני הבניין לתחילת החיים ולהיווצרות התא הבראשיתי (Protocell) - המצב הבראשיתי של החיים שהתפתח לאב הקדמון. מקור אחד למולקולות הבסיסיות הרלוונטיות לחיים הוא מטאוריטים, כפי שבדיקת תוכנם מגלה לנו. מקור אחר הוא כדור הארץ עצמו, שכן ניסויים מראים לנו כיצד בתנאים ששררו בכדור הקדום מולקולות שכאלה היו יכולות להיווצר. לדוגמה, הניסוי של סטנלי מילר והארולד יורי (Miller, Urey) שנערך בשנות החמישים של המאה ה־20. הניסוי כלל כמה מחזורים, שבהם תערובת של גזים המכילים מולקולות המורכבות מהאטומים הבסיסיים (מימן; מים שכוללים חמצן: מתאן שמכיל פחמן; אמוניה מכילת חנקן) חוממה ונחשפה לניצוצות חשמליים באופן ממושך. עם תום הניסוי התגלתה בכלי כמות גדולה של חומר אורגני, כולל חומצות אמינו - מה שהוביל למסקנה שהמולקולות הבסיסיות לחיים המוכרים לנו אכן יכולות היו להיווצר בתנאים הסביבתיים של הכדור הקדום. ואולם השאלה הגדולה היא כיצד כל אבני הבניין חברו יחדיו ליצירת התא הבראשיתי.
כדי לשער איך היו יכולים החיים להתחיל, יש להבין כיצד בנויים החיים כיום, ולנסות ולהסיק מהם מנגנונים אנלוגיים שהיו יכולים להתגשם בכדור הקדום. בצורה כללית, תא מורכב משלוש מערכות המתפקדות יחדיו:
(1) המערכת הגנטית שבמרכזה ה-DNA - מולקולה מורכבת המכילה את כל הקוד הגנטי בצורה של שרשרת (רצף) של ״אותיות" כימיות (לו היו מותחים מולקולה זו מתא אדם, עובייה היה פחות מננו־מטר, אך אורכה הכולל היה כמה מטרים!). מעניין לציין שלמרות החשיבות הרבה של ה-DNA, הוא סטטי וזקוק למתווכים חלבוניים כדי להיות מועתק מדור לדור.
(2) המערכת המטבולית היא שאחראית על יצירת החומרים הדרושים לתפקוד התא ועל הפקת האנרגיה לצורכי התא, בעזרת חלבונים שמקודדים על ירי ה-DNA.
(3) המערכת "המכלית": שתי המערכות הראשונות מוכלות במעטפת (קרומית, ממברנה) שומנית־ליפידית, שמפרידה בינן לבין הסביבה, ומאפשרת מעבר אותות וחומרים בצורה מבוקרת בין פנים וחוץ המכל התאי.
התא הבראשיתי
בשנות החמישים של המאה ה־20, עם פענוח מבנה ה-DNA ופענוח המנגנון המולקולרי של התורשה, קיבלו תחומי חקר ראשית החיים והיווצרות התא הבראשיתי דחף חדש. כבר בתחילה הועלתה תיאוריה, כי התא הבראשיתי כלל DNA וחלבונים פשוטים, שהעניקו לו יכולת לשכפל את עצמו ולעבור אבולוציה. אך מעבר לשאלה איך מולקולות מורכבות שכאלו היו יכולות להיווצר בצורה ספונטנית בכדור הקדום, עולה השאלה מה קדם למה, שהרי ה-DNA הוא סטטי וזקוק לחלבונים שיעתיקו אותו, ואילו החלבונים מקודדים ב-DNA. פרדוקס הביצה והתרנגולת! אנו מחפשים אם כן ביצולת - משהו שהוא גם ביצה וגם תרנגולת. בהקשר של ראשית החיים, על הביצולת להיווצר מעצמה לשרוד בתנאים ששררו בכדור הקדום, וכמובן להיות מסוגלת לשכפל עצמה ולעבור אבולוציה.
אפשרות אחת לביצולת היא מולקולת ה-RNA). בתא, ה-RNA מעתיק, בין השאר, מקטעים מהקוד של ה-DNA ומעביר אותם לריבוזום - המפעל המולקולרי שמייצר את החלבונים בהתאם לקוד. כלומר, ה-RNA מכיל מידע. התגלית החשובה בהקשר זה היא של מולקולות RNA פעילות כאנזימים - ריבוזימים (Ribozymes); בסוף שנות השמונים זכו תומאס צ׳ק (Cech) וסידני אלטמן (Altman) בפרס נובל בכימיה על גילוי מולקולות RNA בעלות תכונות קטליטיות, ריבוזימים. המולקולות הראשונות מסוג זה שהתגלו היו מסוגלות לחתוך חלקים מעצמן, וכיום, בשיטות של הנדסה גנטית, אפשר לסנתז ריבוזימים עם יכולות מגוונות, .מה שמאפשר להעמיק במחקר על ההיתכנות של תחום זה הנקרא ״עולם ה-RNA". יש ריבוזימים שמסוגלים לעבור אינטראקציות עם ריבוזימים אחרים, ואפילו כאלה שיכולים לשכפל את עצמם ממקטעים שלהם. המחקר בתחום מתמקד בחיפוש אחר המקטעים הקצרים ביותר שמסוגלים להתחבר לכדי ריבוזים מתפקד, מתוך הנחה שיותר סביר שמקטעים קצרים נוצרו בכדור הקדום ואז התחברו לידי מולקולות שלמות. אך עדיין, לשם יצירה והתחברות של מקטעים אלה נדרשים אירועים מקדימים בעלי סבירות נמוכה ורמת סיבוכיות ראשונית גבוהה יחסית.
"עולם ה-RNA" הוא הגישה המקובלת כיום בחקר מוצא החיים, אך מתעוררות השאלות כיצד המקטעים הקצרים נוצרו ושרדו זמן מספיק כדי להתחבר לכדי ריבוזים מתפקד, שגם הוא צריך לשרוד בתנאים ששררו בכדור הקדום. חלופה לעולם ה-RNA צריכה להיות בעלת רמת סיבוך ראשוני נמוכה יותר. חלופה שכזו יכולה להיות מולקולות פשוטות הנקראות מטבוליטים (המגיבים והתוצרים של מערכת חילוף החומרים). סוג אחד של מולקולות מטבוליות הוא ליפידים (Lipids) - מולקולות פשוטות יחסית, שלהן ראש וזנב. ה״ראש" הוא קבוצה כימית המתאפיינת באינטראקציה עם מים ועם ראשים אחרים (תכונה הנקראת הידרופיליות), ואילו ה״זנב" הוא שרשרת פחמימנית, שנוטה לעבור אינטראקציה עם זנבות ליפידיים אחרים, אך לא עם מים (תכונה המכונה הידרופוביות). בשל כך ליפידים אלו מכונים מולקולות אמפיפיליות (Amphiphilic, בעלי "אהבה משני סוגים"). מה שמאפיין את הליפידים הוא שהם נוטים להתקבץ יחד באופן ספונטני ליצירת כדוריות וקרומיות (ממברנות).
"עולם הליפידים״ מציע כי הסדר במרק הקדום הוא כדוריות שומן תחילה, ו-RNA אחר כך. חסידי גישה זו מצביעים על כך כי ליפידים, למרות פשטותם, אכן יכולים להכיל מידע. בניגוד ל-DNA ול-RNA, המידע אינו בא לידי ביטוי ברמת המולקולה הבודדת, אלא בצבר - כאשר הליפידים מתקבצים יחדיו ליצירת כדוריות (הליפידים הם "מולקולות חברתיות"). ההידרופוביות וההידרופיליות גורמים לכך שבמים הליפידים האמפיפיליים יתקבצו וייצרו כדוריות, בצורה שבה ראשיהם מופנים כלפי חוץ והזנבות כלפי פנים; הראשים יוצרים מעין מעטפת שמגנה על הזנבות ממגע עם מולקולות מים. כל זאת קורה בצורה ספונטנית, כלומר - אין צורך בעזרים נוספים כדי ליצור כדוריות במים, חוץ מלהוסיף להם ליפידים אמפיפיליים.
כשמביאים בחשבון את האפשרויות השונות לראשים ולזנבות, מגוון המולקולות הליפידיות הוא גדול מאוד, ועל מגוון זה מבוססת התיאוריה של "עולם הליפידים״: ליפידים שונים מתקבצים כדי ליצור כדוריות שונות במספר הרכבים גדול ביותר. החידוש המרכזי של מודל עולם הליפידים הוא בהתייחסות אל ההרכב (בניגוד לרצף) של הכדוריות כאל המידע המשויך לכל כדורית (אפשר להקביל את ההבדל בין מידע רצפי
להרכבי להבדל בין ספר לרשימת מכולת. המשמעות של הספר מתקבלת רק כאשר קוראים את
המילים והפרקים לפי הסדר, ואילו כאשר אנו קונים, סדר הקנייה אינו חשוב ויש רק
להקפיד שבבואנו לקופה המוצרים בסל יתאימו לרשימת הקניות). בכך המודל הראה כיצד
מידע זה יכול להיות מועבר מדור לדור, כלומר - שיש אפשרות לתורשה בכדוריות
ליפידיות. מידע זה יכול לבוא לירי ביטוי, למשל, בגמישות ובחדירות של הכדורית
לחומרים שונים, אולי אף למרכיבים של RNA. כך יכולות הכדוריות שהתפתחו לדרגת
יעילות מיטבית לשמש כמיקרו־ריאקטור ליצירה של מולקולות RNA - וכך היה עשוי
להיווצר מעין תא בראשיתי שיכול להתפתח לאב הקדמון.
ליפידים
דוגמה של ליפיד - למשל, סבון או חומצה שומנית שמקורה בשמן זית - חומצה אולאית (oleic acid) - במים, הליפידים מתקבצים כך שהראשים יוצרים מעטפת חיצונית באופן שהזנבות מוגנים בפנים. מבחינה מבנית, הליפידים כיום מורכבים יותר מהליפידים הפר־ביוטיים: השרשרת הפחמנית יותר ארוכה, פחות רוויה, ומקרים של שרשרות מסועפות מאוד נפוצים, מה שהופך את הממברנות כיום ליותר קשיחות ופחות חדירות מאלו שהשתתפו בראשית החיים.
אינטראקציה הדדית
במחקר שנערך במכון ויצמן למדע נבדקת השאלה כיצד אפשר להשתמש בבועיות הליפידים לביצוע ריאקציות כימיות מורכבות בצורה מבוקרת, ככלי לעריכת חישובים לוגיים (MatChIT, Matrix effect for Chemical Information Technology). כדוריות הליפידים משמשות כנשאיות לחומרים, והן מקבלות כתובות על ידי סימונן במקטעי DNA קצרים - מה שמאפשר לשלוט על סדר ועל אופי הריאקציות על ידי תכנות מראש של החיבוריות בין כתובות שונות. במחקר משתתפות קבוצות מחקר מישראל, מגרמניה, מאיטליה ומדנמרק.
מודל חשוב של עולם הליפידים הוא מודל הגארד - (GARD- Graded Autocatalysis Replication Domain), שפותח במעבדתו של פרום׳ דורון לנצט מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן למדע, מהוגי ״עולם הליפידים״. המודל הממוחשב מאפשר לבצע הדמיות של התנהגות צברי המולקולות הליפידיות. הוא מתחיל מאוסף גדול של ליפידים שונים המתחרים ביניהם על ההצטרפות לכדוריות. הליפידים השונים מצטרפים לצבר בקצב שונה, ובנוסף על כך הליפידים מסוגלים לעבור אינטראקציות בינם לבין עצמם, אינטראקציות המשפיעות על קצבי ההצטרפות. כך ייתכנו מקרים שבהם ליפידים ספציפיים אינם יעילים ביצירת כדוריות כשהם בנפרד, אך בזכות ההדדיות בקבוצה הם נעשים בעלי קצב אפקטיבי גבוה. התחרות מסתיימת כאשר כדורית האם מגיעה לגודל קריטי ואז מתחלקת לשתי כדוריות בנות, ומתחדשת כאשר אל כל אחת מהבנות ממשיכים להצטרף ליפידים שונים (שכן ההתקבצות של הליפידים היא ספונטנית). אם החלוקה התרחשה כך שקבוצת לפידים מוצלחת נמצאת בכדורית־בת מסוימת, אזי קבוצה זו תעודד הצטרפות ליפידים שמתאימים לקבוצה, ואם תהליך דומה יקרה גם בקבוצות של נכדיה ובניניה - אזי ההרכבים שלהן יהיו דומים, כך שזהו בתהליך הורשה נאמן יחסית, שבו הבת דומה לנכדה שדומה לנינה וכן הלאה.
