התחדשות העצם ממשיכה להיות אתגר קריטי בהנדסת רקמות, כאשר תוצאות בלתי צפויות לעיתים קרובות מעכבות ליישום קליני. האסטרטגיות הנוכחיות מתעלמות מגורמים מרכזיים כמו הבדלי תורמים ומין ביולוגי, שתיהן ממלאות תפקיד משמעותי בריפוי שברים. אמנם ביניים ביניים סחוס הראו הבטחה, אך המעבר מסחוס לעצם פונקציונלית נותר מובן בצורה לא טובה, וחוסר מדדים איכותיים המנבאים את התחדשות העצם בין חולים מפריעים ליישום קליני. יתרה מזאת, השפעת המין הביולוגי על תיקון העצמות, במיוחד בקרב חולים צעירים יותר, נותרה אזור ללא צמצום. אתגרים אלה מדגישים את הצורך הדחוף להבין כיצד מנגנונים תורמים ומין ספציפיים למין משפיעים על התחדשות העצם.
פורסם (doi: 10.1038/s41413-025-00418-z) ב- 26 במרץ 2025, ב מחקר עצמותמחקר פורץ דרך שהובל על ידי Ku Leuven בשיתוף פעולה עם חוקרים בינלאומיים בדק את האורגנואידים הקולוסיים המייצרים עצם הנגזרים מתאים פריוסטיליים אנושיים. הצוות השווה אורגנים מתורמים גברים ונשים, תוך ניתוח הרכב המטריצה החוץ תאי שלהם, טרנסקריפטומים וחלבונים המופרשים. ממצאיהם חשפו מסלולים תלויים במין במעבר הסחוס לעצם, ומציעים תובנות טריות על הנדסת רקמות בהתאמה אישית.
המחקר חשף הבדלים בולטים בין אורגנואידים הנגזרים על ידי גברים ונשים מבחינת היווצרות סחוס. אורגנים הנגזרים מהגברים ייצרו בעיקר סחוס היפרטרופי (HYC), הכוללים מבנים גדולים ושקופים העשירים בגליקוזמינוגליקנים וקולגן II. אורגנים הנגזרים נקבה, לעומת זאת, נטו לפתח פיברוקרטילאז '(FIC), המורכבים מרקמות קטנות וצפופות יותר חסרות סמנים היפרטרופיים. ניתוח טרנסקריפטומי חשף קבוצה משותפת של גנים כונדרוגניים אך סמני אבות מובחנים, מה שמרמז על סטייה מוקדמת בתהליך ההבחנה.
גולת הכותרת העיקרית של המחקר הייתה זיהוי של 84 חלבונים המופרשים המשותפים לשני מסלולי סחוס-עצם, אך אינם קיימים ברקמות שאינן יוצרות עצם, כולל אגרין (אגרין), אוסטאופונטין (SPP1), אנגיופויטין דמוי 4 (ANGPL4), אוטוטקסין אוטוטקסין (NPP2) וחלבון BMP1 (BMP1). חלבונים אלה הם קריטיים בהנעת התבגרות עצם, אנגיוגנזה ושיפוץ מטריצות. האם יש להניח שההבדלים המורפולוגיים שלהם, כארגונים גברים ונשים כאחד התחדשו בהצלחה בעכברים, אם כי האורגנואידים של HYC הניבו נפחים גדולים יותר. ראוי לציין כי תאים זכריים הראו ריבוי מהיר יותר והפקדו מטריצה חוץ תאית יותר, והדגישו את תפקיד המין הביולוגי בהפעלת תאי אבות.
פרופ 'יואניס פפנטוניו, מחבר המחקר הבכיר, הדגיש את חשיבותם של ממצאים אלה: "העבודה שלנו מגשרת על הפער בין ביולוגיה התפתחותית לתרגום קליני. על ידי פענוח מנגנוני תיקון ספציפיים למין, אנו יכולים לתכנן שתלים חיים חכמים יותר המותאמים לאינדיבידואלי אך גם לקבוצות חולים. לוח החלבון המופרש הוא מחליף משחק לניטור איכות השתל ללא דגימה פולשנית."
ההשלכות של מחקר זה הן עמוקות ומציעות פוטנציאל לחולל מהפכה בטיפולים במומים בעצמות עם טיפולים ספציפיים למין או תואמים תורמים. זיהוי סמני ביולוגי חלבון המופרשים יכול לייעל את תהליך הייצור, להפחית עלויות ולהעצים את האמינות של מוצרים טיפוליים מתקדמים. מבחינה קלינית, התקדמות זו עשויה להועיל לחולים צעירים יותר (בגילאי 25-45), שלעתים קרובות נאבקים עם שברים שאינם איחוד. במחקר עתידי מתקדם, יתמקד באימות סמנים ביולוגיים אלה במודלים גדולים יותר של בעלי חיים ובחקר את השפעת ההורמונים. בסופו של דבר, מחקר זה מדגיש את התפקיד המכריע של המין הביולוגי ברפואה התחדשות, תוך תומך במעבר לעבר גישות בהתאמה אישית בהנדסת רקמות.
