הגוף מתקן את עצמו בדרך שלא הכרנו: תאים זקנים חוזרים למצב של תאי גזע

חוקרים בטכניון חשפו מנגנון טבעי מפתיע שבו הגוף מצליח לתקן את עצמו: בניגוד לידוע עד כה, תאים בוגרים, שכבר התבגרו והזדקנו, עדיין משמרים יכולת יוצאת דופן “לחזור בזמן” ולהפוך לתאי גזע פעילים וכך לשקם את הרקמה.

התגלית, שהתפרסמה בכתב העת Nature Communications , מאתגרת תפיסה רווחת שלפיה אובדן של תאי גזע ברקמה הוא תהליך בלתי הפיך המוביל בהכרח לקריסת הרקמה והתפתחות מחלה. על פי תפיסה זו, שיקום משמעותי של רקמות פגועות מחייב השתלה של תאים חיצוניים. חוקרי הטכניון מראים במאמרם כי אין זה מדויק וכי למעשה, הגוף עצמו מפעיל מנגנון פנימי של “תכנות מחדש” לצורך תיקון.

במחקר, שבוצע על ידי פרופ’ רובי שלום-פוירשטיין וד”ר שליני דימרי-ואג מהפקולטה לרפואה ע”ש רות וברוך רפפורט, השתמשו החוקרים במערכת חדשנית המאפשרת לסמן תאי גזע בקרנית השקופה של העין במגוון צבעים פלואורסנטים ולעקוב אחר פעילותם בעכבר חי (תמונה 3). מערכת זו מאפשרת גם את השמדת תאי הגזע ובחינת יכולת השיקום של הרקמה.

מעקב חי אחר פעילות תאי גזע המסומנים על ידי גנים המייצרים חלבונים פלואורסצנטיים. תאי גזע אלה, המצויים בהיקף הקרנית, מתחלקים בשגרה כפעמיים בשבוע, מזרימים תאים צעירים הנודדים למרכז משטח העין באיטיות תוך כדי שהם מזדקנים מאוד כאשר מגיעים למרכז משטח העין. החוקרים הופתעו לגלות כי הרס מוחלט של כל תאי גזע הקרנית מוביל לשיקום יעיל וליצירה של אוכלוסיית תאי גזע חדשה.

“גילינו להפתעתנו שהקרנית יודעת לשקם את עצמה אפילו אחרי הרס של כל תאי הגזע שלה,” אומר פרופ’ שלום-פוירשטיין. “מה שמפתיע עוד יותר הוא התהליך של תיקון הרקמה. לאחר פציעה, גם תאים שהתבגרו והזדקנו עוברים תהליך של תכנות מחדש והופכים לתאי גזע המתפקדים כל החיים ומונעים התפתחות מחלה כלומר, לגוף יש יכולת מפתיעה לחדש את מאגר תאי הגזע בעצמו, יכולת המיוחסת בדרך כלל רק לאורגניזמים פשוטים שמסוגלים, לדוגמה, להצמיח מחדש איבר שנקטע. יכולת זו של חידוש איברים שלמים אכן אבדה ביצורים מורכבים כמו האדם, אבל המחקר הנוכחי מראה שהיא נותרה באופן חלקי. המשמעות היא שבמקום להסתמך רק על השתלות או על התערבות חיצונית, ייתכן שנוכל בעתיד להפעיל מנגנונים טבעיים שכבר קיימים בגוף ולרתום אותם לריפוי.”

החוקרים גילו כי תהליך התכנות מחדש אינו רק שינוי זמני: התאים החדשים מתפקדים כתאי גזע לאורך זמן רב מאוד ומאפשרים תיקון של הרקמה. בנוסף נחשף רכיב מרכזי במנגנון שמניע את התהליך: תאי מערכת החיסון – ובעיקר תאים הקרויים מקרופאגים, המגיעים לאיזורי פציעה כדי להילחם בחיידקים – ממלאים כאן תפקיד נוסף ומרכזי בהפעלת תהליך השיקום. באמצעות הפרשת מולקולות איתות הם מניעים את הצערת התאים הזקנים ואת הפיכתם לתאי גזע.

המשמעות הפוטנציאלית רחבה: הבנת המנגנון מהווה פריצת דרך שתאפשר לפתח טיפולים המעודדים ריפוי טבעי של רקמות במצבים של פציעה או מחלה, תוך עקיפת הצורך בהשתלות. ברקמות כמו הקרנית, שבה פגיעה בתאי הגזע עלולה להוביל לנזק חמור בראייה ואף לעיוורון, מדובר באפשרות בעלת חשיבות קלינית משמעותית.

החוקרים מדגישים כי המחקר בוצע בעיקר בעכברים, אולם התוצאות בתאי קרנית אנושיים מעודדות, וכעת הם עוסקים בבדיקת קיומו ויישומו של המנגנון גם בבני אדם. “זהו צעד ראשון בהבנת תהליך טבעי שעד כה לא הכרנו,” מוסיף פרופ’ שלום-פוירשטיין. “האתגר הבא הוא להבין כיצד ניתן לשלוט בו – ולהשתמש בו לטובת רפואה רגנרטיבית.”

למאמר ב- Nature Communications  לחצו כאן