מחקר פורץ דרך של צוות חוקרים מהפקולטה למדעי הרפואה והבריאות ע"ש גריי באוניברסיטת תל אביב מעניק תקווה למיליוני בני אדם הסובלים מאובדן שמיעה בלתי הפיך.
החוקרים זיהו קבוצת תאים ייחודית באוזן הפנימית, שהיא בעלת פוטנציאל חבוי להפוך לתאי שמע פעילים – תהליך שנחשב עד כה לבלתי אפשרי בבני אדם.
אובדן שמיעה קבוע משפיע על מאות מיליוני בני אדם בעולם ולרוב, נובע מפגיעה בתאי השמע (תאי שערה) שבשבלול האוזן הפנימית. תאים ייחודיים אלו קולטים את גלי הקול ומתרגמים אותם לאותות חשמליים המועברים למוח.
בעוד שבעלי חיים כמו עופות ודגים מסוגלים לחדש תאי שערה פגועים באופן ספונטני, יונקים – ובני אדם בתוכם – חסרים את היכולת הזו. כתוצאה מכך, פתרונות קיימים כמו מכשירי שמיעה או שתלים קוכלאריים רק מפצים על אובדן השמיעה, אך אינם מתקנים את הנזק הביולוגי עצמו.
המחקר החדש, שפורסם בכתב העת Science Advances , מראה כי המגבלה הזו אינה מוחלטת. בהנחייתה של פרופ' קרן אברהם, דיקנית הפקולטה לרפואה ומדעי הבריאות, הובילה את המחקר הדוקטורנטית לאמה חליילי והוא נערך בשותפות צמודה ומרכזית עם פרופ' דוד שפרינצק והדוקטורנט שחר קסירר מבית הספר לנוירובילוגיה, ביוכימיה וביופיזיקה, לצד ד"ר ליטאו טאו מאוניברסיטת קרייטון שבארצות הברית.
כדי להבין כיצד ניתן לעורר התחדשות תאית באוזן הפנימית, הצוות שילב טכנולוגיות מתקדמות ביותר של הדמיית רקמות חיות בזמן אמת, שבוצעו במעבדתו של פרופ' דוד שפרינצק, יחד עם שיטות מיפוי גנטי מולקולריות מתקדמות ברמת התא הבודד.
באמצעות כלים אלו, הצוות זיהה תת-אוכלוסייה נדירה במיוחד של תאים תומכים באוזן הפנימית, המכונה transdifferentiating Deiters’ cells (tDCs). החוקרים גילו כי לתאים אלו יש פרופיל גנטי ואפיגנטי ייחודי, השומר על מעין "פוטנציאל פלסטי" חבוי המאפשר להם להשתנות.
החשיבות הגדולה של המחקר נעוצה בכך שהוא מוכיח שגם ברקמות שנחשבו בעבר כחסרות כל יכולת התחדשות, כמו האוזן הפנימית של יונקים בוגרים, קיימים מנגנונים ביולוגיים חבויים שניתן להעיר ולתעל לטובת ריפוי.
לדברי צוות החוקרים, הממצאים סוללים את הדרך לפיתוח טיפולים ביולוגיים חדשניים בעתיד, שישלבו התערבויות גנטיות ואפיגנטיות במטרה לעקוף את המחסומים הביולוגיים הקיימים ולהרחיב את יכולת ההתחדשות הזו לתאים נוספים באוזן.
באמצעות הדמיה חיה של רקמות ושיטות מתקדמות של Single-cell Multi-omics, המשלבות שכבות מידע ביולוגיות שונות לצורך מעקב אחר פעילות התאים, התמקדו החוקרים בתאי התמיכה הסמוכים לתאי השערה.
"במצב רגיל תאים אלה אינם מסוגלים להתחדש או להפוך לתאי שערה", הסבירה אברהם. כדי לבדוק האם ניתן להתגבר על מגבלה זו, חסמו החוקרים את מסלול האיתות, מנגנון תקשורת מרכזי בין תאים האחראי להתפתחות תאי השערה במהלך ההתפתחות העוברית.
הם גילו כי לתאים אלה מאפיינים גנטיים ואפיגנטיים ייחודיים. אפיגנטיקה כוללת שינויים בביטוי הגנים הפועלים כ"מתגים כימיים" המדליקים או מכבים גנים, מושפעים מהסביבה, מאורח החיים ומההתפתחות, ואף יכולים לעבור לתאי הבת בעת חלוקת התא. מאפיינים אלה מאפשרים לתאים להגיב לגירוי ולהתחיל בתהליך ההתחדשות.
"יצרנו הוכחת היתכנות (Proof of Principle)", אמרה אברהם. "אנחנו מקווים לחדש תאי שערה, אבל לעיתים קרובות זה מאוחר מדי משום שהשמיעה כבר אבדה. בעתיד, אם ניתן יהיה לבדוק כל תינוק מיד לאחר לידתו, נוכל לחזות את הבעיה ולטפל בה באמצעות טיפול גנטי לפני שיתרחש הנזק."
החוקרים סבורים שהבנה עמוקה יותר של המנגנונים המאפשרים לתאים מסוימים להתחדש עשויה להוביל לפיתוח טיפולים חדשניים שיפעילו את יכולת ההתחדשות גם בתאים נוספים. ייתכן שבעתיד הטיפול יתבסס על שילוב של התערבויות גנטיות ואפיגנטיות, שנועדו לעקוף את המחסומים הביולוגיים הקיימים.
לדברי צוות המחקר, מדובר בצעד משמעותי בדרך לפיתוח טיפולים משקמים לאובדן שמיעה – תחום שבו כיום אין טיפולים רפואיים המשיבים את השמיעה, אלא רק אמצעי עזר כמו מכשירי שמיעה, שתלי שבלול, ובמקרים מסוימים גם טיפולים גנטיים מוגבלים.
במקביל, נערך מחקר נוסף במעבדה של פרופ' אברהם, בהובלת הדוקטורנט שחר טייבר, שבחן טיפול חדשני לחירשות המבוסס על החדרת מטען גנטי לתאי האוזן הפנימית. במסגרת הטיפול, המטען הגנטי מוחדר לתוך התא הפגום בצורה כזו שהוא למעשה "מתקן" את הפגם הגנטי ומאפשר לתא להמשיך לתפקד בצורה תקינה. במסגרת המחקר הצליחו החוקרים למנוע את הידרדרות השמיעה של עכברים עם חירשות הדרגתית. לדבריהם, הטיפול עשוי להביא לפריצת דרך בטיפול בילדים שנולדים עם מגוון מוטציות הגורמות לאובדן השמיעה.
