תאי הגזע העובריים בגופנו הינם תאים המסוגלים להתמיין לכל סוגי התאים המרכיבים את הרקמות השונות בגוף. למרות שאינם זהים אחד לשני, פרופיל הביטוי הגנטי שלהם דומה עד לרגע התמיינותם לתאי הרקמות השונות, אז הם מתחילים לבטא פרופיל גנטי שונה בהתאם לרקמה בה הם נמצאים. פרופיל ביטוי גנטי משמעותו ביטוי סט גנים הכולל רק חלק מן הגנים בגנום, שהינו רלוונטי למבנה ולתפקוד של רקמה ספציפית.
כיום ידוע שאין שני תאים בעלי פרופיל ביטוי גנטי זהה לחלוטין אפילו באותה רקמה. הדבר נכון במיוחד כאשר מדובר ברקמה סרטנית, בה הרב-גוניות של התאים גבוהה אף יותר. בשנים האחרונות פותחו שיטות ריצוף המאפשרות לזהות את הביטוי הגנטי ברזולוציה של תא בודד. יכולת זו אפשרה לזהות מנגנונים התורמים לשונות בין תאים. היכולת לזהות שינויים אלה מאפשרת כיום הבנה רחבה יותר של תהליכים הגורמים להבדלים בין תאים במצבים בריאים ובמצבים פתולוגיים כגון סרטן.
על אף ההתפתחות הטכנולוגית ביכולת הריצוף הגנטי ברזולוציה של תא בודד, עדיין סובלות השיטות החדשות מבעיה של כמות המידע אותו ניתן לקבל מתא בודד. במחקר חדש שפורסם בכתב העת developmental cellונערך על ידי ד"ר דני בבלי, חן קוזולין, שו סון, ד"ר אמנון בוקסבוים וד"ר אורן רם מן המחלקה לכימיה ביולוגית במכון למדעי החיים באוניברסיטה העברית – פותחה במעבדה שיטה חדשנית, המאפשרת להגביר את כמות האינפורמציה שמחולצת מהתאים, וכך לקבל מידע ביטוי גנטי רב יותר מתאים בודדים.
הצוות שילב אלמנטים שמקורם בהנדסת רקמות על מנת לכלוא תאים בודדים (תאים סרטניים או תאי גזע) בתוך הידרוג'לים, המחקים את סביבת הגידול הטבעית של התאים בגוף. ההידרוג'לים הללו הינם תרכובת סוכר ופולימר, והם מאפשרים לתא בודד לגדול ולהתרבות בתוכם עד ליצירת קלונים (clone – צבר תאים שמקורו בתא אם אחד, ולכל התאים בו תכונות זהות). לאחר יצירת הקלונים בתוך כל הידרוג'ל, נקבע פרופיל הביטוי הגנטי הייחודי לכל קלון.
"גילינו שהתאים שגדלים בתוך הקלון שומרים על פרופיל ביטוי גנטי דומה בתוך הקלון, אך שונה כאשר משווים קלונים שונים", מסביר ד"ר דניאל בבלי, והוסיף כי "השיטה החדשה אפשרה לנו להרבות את החומר הגנטי ולקבל עד פי 10 יותר מידע שעדיין רלוונטי לרזולציית תא בודד". "הצלחנו לגשר על הפער בין הרזולוציה הגבוהה שמאפשרות טכנולוגיות תא בודד לבין רגישותן הנמוכה", סיכמה החוקרת שו סון, מהמחלקה לכימיה ביולוגית באוניברסיטה העברית, שלקחה חלק מרכזי במחקר.
בנוסף, דרך המחקר, התאפשר לחוקרים לזהות לראשונה תתי-אוכלוסיות שונות בקרב תאי סרטן שמקורם בסרטן ריאה (PC9), כולל תת-אוכלוסייה השומרת על מצב פחות ממוין של התאים הסרטניים (stem-cell like sub population). אותה תת-האוכלוסייה מצויה כיום בסוגי גידולים שונים ונחשבת התורמת העיקרית להתפרצות מחודשת של סרטן, אף לאחר טיפולים בשלב מוקדם של המחלה.
"תת-האוכלוסייה שאותרה מצליחה לעיתים קרובות לפתח עמידות לטיפולים, ולכן היה חשוב לזהות אותה ובעתיד גם לטפל בה. אנחנו שמחים שבזכות המחקר שלנו הצלחנו לגלות תגליות חשובות כאלה לעולם הרפואה", מסביר חן קוזולין.
