דגם עכבר חדש שופך אור על אובדן ריח והתחדשות עצבית

מחקר חדש עולה כי תאי גזע שנחשבו לרדומים עשויים להציע רמזים מדוע חוש הריח שלנו יורד או שאבד.

החוקרים מבית הספר לרפואה באוניברסיטת טאפטס, גילו כי השימוש במודל חדש, תלת ממדי, כדי לחקור את התחדשות רקמת העצבים באף, בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת טאפטס ובית הספר לתארים מתקדמים למדעי הביו-רפואה (GSBS) ועמיתיו, גילו כי סוג אחד של תאי STEM שנחשב כמעון עשוי למלא תפקיד משמעותי יותר במובן של ריח מאשר מאמינים.

בניגוד לתאים במערכת העצבים המרכזית, לנוירונים חושיים בחלל האף יש יכולת מדהימה להתחדש לאורך החיים למרות חשיפה מתמדת כמעט לסביבה החיצונית.

זיהומים נגיפיים כמו COVID-19, חשיפה לרעלים או אפילו הזדקנות עצמה יכולים להפחית את תפקודם או את יכולתם של תאים אלה לשכפל, מה שעלול להוביל לאובדן ריח חלקי או מוחלט. צוות החוקרים המציא מודל עכבר רקמות ריח תלת ממדי חדש, קל ליצירתו, כדי לעזור למדענים ללמוד טוב יותר כיצד נוצרים נוירונים כל הזמן באף ומדוע תהליך זה עלול לרדת במחלה ובהזדקנות.

המחקר שלהם, שפורסם לאחרונה ב שיטות דוחות תאיםמשתמש במודל עכבר זה כדי להראות כיצד שני סוגים של תאי גזע באף, המכונים תאי בסיס אופקיים (HBCs) ותאי בסיס גלובוזיים (GBCs), מתקשרים ותומכים זה בזה כדי לפתח רקמת עצב חדשה לחישת ריח.

המחקר שלנו מראים ששני תאי גזע אלה עשויים להיות תלויים זה בזה. סוג אחד שלדעתנו היה רדום ברובו- HBCS-May ממלא למעשה תפקיד מכריע בתמיכה בייצור נוירונים חדשים ותיקון רקמות פגומות. "

בריאן לין, סופר בכיר בפרופסור למחקר ועוזר המחקר במחלקה לביולוגיה התפתחותית, מולקולרית וכימית

בעזרת מודל זה, הצוות זיהה תת -אוכלוסייה ספציפית של HBCs, המסומנת על ידי ייצורם של החלבון KRT5, התומכים באופן פעיל בייצור נוירונים הריח החדשים. החוקרים הבחינו כי HBCs הספציפיים הללו ממלאים תפקיד מפתח בהיווצרות האורגנואידים, והם גילו שכאשר תאים אלה התדלוקו באופן סלקטיבי מהתרבויות האורגנואידיות, יצירת נוירונים חדשים נפגעו באופן משמעותי. תוצאות אלה מראות כי תאי גזע אלה, שנחשבו בעבר רדומים, הם שחקנים חיוניים בתהליך ההתחדשות.

"בדקנו גם תאים מעכברים בגילאים שונים וגדלנו אותם במודל", אומר לין. "מצאנו ירידה ביכולתם של תאי העכברים הישנים לייצר נוירונים חדשים. אנו חושבים שזה נובע מירידה באוכלוסיית ה- GBC ככל שאנו מתבגרים, אך עלינו לעשות יותר עבודה כדי לבחון השערה זו ואם כן, לפתח דרכים לחדש אותם."

מודל קל לשימוש

מחברת המחקר הראשי של המחקר, ג'וליאנה גוטשוב משחקיו, לשעבר דוקטורט. סטודנטים שביקרו ב- GSBS, הגיעו לטופטים מאוניברסיטת מדינת לונדרינה, פרנה, בברזיל. לין אומרת שהיא הוקדשה לפתח מודל שהיה קל ליצור במעבדות עם כספים וציוד מוגבלים.

"מכיוון שאובדן ריח קשור ל- COVID-19, כמו גם למחלת פרקינסון ובמצבים אחרים, מספר גדול בהרבה של חוקרים ממגוון תחומים שונים החלו לחקור תאי אפיתל בריח בשנים האחרונות", אומר לין.

"רצינו לפתח מודל קל לשימוש כך שביולוגים שאינם גזעיים ואלו העובדים במעבדות עם משאבים מוגבלים יוכלו להשתמש בו כדי להבין טוב יותר כיצד נוירונים חושים מתחדשים ומה קורה שגורם לתהליך הזה להצטמצם או להיכשל לחלוטין", הוא אומר.

השלב הבא: אורגנואיד אנושי

המטרה הסופית היא להשתמש במודל רקמת עכבר זה של נוירונים חושיים חושים כמסלול לפיתוח אורגנואיד אנושי שניתן להשתמש בו כדי לסקר תרופות לטיפול באנשים שחושם הריח מצטמצם או נעלם משמעותית.

אורגנואידים הופכים את המחקר לניסויים קדם-קליניים למהיר יותר, יקר ופחות יעיל יותר מאשר שימוש בבעלי חיים שלמים או בתרבויות תאים אנושיים קיימים. אורגנואידים כבר פותחו לריאות, כליות ואיברים אחרים, אך לא לרקמת הריח האנושית.

"זה מאתגר להשיג רקמות ריח טהורות מבני אדם", אומר לין. אנשים מורדמים ומברשת הדומה לשרביט מבחן קוביד נדחפת עמוק אל חלל האף. שלא כמו במודל העכבר שלהם, קשה להפריד בין תאי גזע נשימתיים אנושיים ותאי גזע הריח שנאספו בתהליך זה.

האתגר הבא של צוות המחקר הוא לפתח טכניקה פשוטה וזולה להפרדת תאי הגזע הריחתיים האנושיים ולשדול אותם לצמוח במעבדה.