מדענים פיתחו טכניקה חדשה לחידוש תאי עור. טכניקה זו אפשרה לחוקרים לסובב לאחור את השעון הביולוגי התאי בכ-30 שנה על פי מדדים מולקולריים. התאים שהתחדשו הציגו התנהגויות של תאים צעירים בניסויים המדמים פצע בעור.
למחקר, שבוצע במכון הקשור לאוניברסיטת קיימברידג', עשויות להיות השלכות חשובות לרפואה רגנרטיבית, במיוחד אם ניתן לשכפל את תוצאותיו בסוגי תאים אחרים. המחקר פורסם החודש באתר eLife.
החוקרים ממחלקת האפיגנטיקה פיתחו שיטה שמחזירה את השעון הביולוגי של תאי עור 30 שנה לאחור, מבלי שיאבדו את התפקוד המיוחד שלהם. הם הצליחו לשחזר חלקית את תפקודם של תאים מבוגרים והצעירו את המדדים המולקולריים של הגיל הביולוגי של התאים.
ככל שאנו מזדקנים, יכולת התפקוד של התאים שלנו יורדת והגנום צובר סימני הזדקנות. ביולוגיה רגנרטיבית שואפת לתקן או להחליף תאים, כולל תאים זקנים. אחד הכלים החשובים ביותר בביולוגיה רגנרטיבית הוא היכולת ליצור תאי גזע מתאים בוגרים. בתיאוריה, לתאי גזע אלה יש פוטנציאל להפוך לכל סוג תאים, אך מדענים עדיין לא מסוגלים ליצור מחדש באופן מהימן את התנאים שיגרמו לתאי גזע להתמיין לכל סוגי התאים הבוגרים.
השיטה החדשה, המבוססת על הטכניקה זוכת פרס נובל שבה משתמשים מדענים לייצור של תאי גזע, מתגברת על הבעיה של מחיקה מוחלטת של זהות התא על ידי עצירת התכנות מחדש באמצע התהליך. הדבר מאפשר לחוקרים למצוא את האיזון המדויק בין תכנות מחדש של תאים, מה שהופך אותם לצעירים יותר מבחינה ביולוגית, תוך שמירת יכולות התפקוד התאי המיוחדות שלהם.
בשנת 2007, שיניה יאמאנקה היה המדען הראשון שהפך תאים נורמליים, בעלי תפקיד ספציפי, לתאי גזע בעלי יכולת מיוחדת להתפתח לכל סוג תא. התהליך המלא של תכנות מחדש של תאי גזע לוקח בערך 50 יום באמצעות ארבע מולקולות מפתח הנקראות "גורמי יאמאנקה".
בשיטה החדשה חושפים את התאים לגורמי יאמאנקה למשך 13 ימים בלבד. בשלב זה, שינויים הקשורים לגיל מוסרים והתאים מאבדים באופן זמנית את זהותם. לאחר מכן, מגדלים את התאים האלה, שתוכנתו מחדש באופן חלקי, בתנאים רגילים, כדי לראות אם תפקוד תאי העור הספציפי שלהם חזר. ניתוח הגנום הראה שלתאים אלה יש מרקרים של תאי עור והם מייצרים קולגן.
כדי להראות שהתאים התחדשו, החוקרים חיפשו שינויים בסימני ההזדקנות והשתמשו בטכניקות חדשניות המאפשרות למדוד שינויים ביולוגיים הקשורים לגיל בתאים אנושיים. הם בדקו מספר מדדים של גיל תאי. הראשון הוא השעון האפיגנטי, שבו תגיות כימיות הקיימות כל הגנום מצביעות על גיל התאים. המדד השני הוא ה-transcriptome, כל מה שנוצר מהגנים בתא. לפי שני המדדים הללו, התאים שתוכנתו מחדש תאמו את הפרופיל של תאים צעירים ב-30 שנה מהתאים המקוריים.
היישומים הפוטנציאליים של טכניקה זו תלויים בכך שהתאים לא רק נראים צעירים יותר, אלא גם מתפקדים כמו תאים צעירים. התאים הצעירים (פיברובלסטים) מייצרים קולגן שעוזר לספק מבנה לרקמות ולרפא פצעים. תאי העור המחודשים ייצרו יותר חלבוני קולגן בהשוואה לתאי בקרה שלא עברו את תהליך התכנות מחדש. פיברובלסטים גם נודדים לאזורים הזקוקים לתיקון.
החוקרים בדקו את התאים המחודשים בחלקם על ידי יצירת חתך מלאכותי בשכבת תאים בצלחת. הם גילו שהפיברובלסטים המטופלים שלהם נדדו לתוך הפצע מהר יותר מאשר תאים ישנים יותר. זהו סימן מבטיח שמחקר זה יוכל לשמש בסופו של דבר ליצירת תאים טובים יותר בריפוי פצעים.
החוקרים הבחינו כי לשיטה שלהם היתה השפעה גם על גנים אחרים הקשורים למחלות ותסמינים הקשורים לגיל, כמו גן APBA2 הקשור למחלת אלצהיימר, וגן MAF עם שקשור להתפתחות קטרקט. יישום השיטה על תאים אחרים עשוי לאפשר חידוש רקמות נוספות בגוף ועיכוב מחלות הזדקנות שונות.
