בעוד שבני אדם יכולים להחליף באופן קבוע תאים מסוימים, כמו אלו בדם ובמעיים שלנו, אנו לא יכולים באופן טבעי מחדש את רוב החלקים האחרים בגוף. לדוגמה, כאשר תאי השיער החושיים הזעירים באוזניים הפנימיות שלנו נפגעות, התוצאה היא לרוב אובדן שמיעה קבוע, חירשות או בעיות איזון. לעומת זאת, בעלי חיים כמו דגים, צפרדעים ואפרוחים מחדשים תאי שיער חושיים ללא מאמץ.
כעת, מדענים במכון סטאוורס למחקר רפואי זיהו כיצד שני גנים מובחנים מנחים את התחדשותם של תאים חושיים בזברה. הגילוי משפר את ההבנה שלנו כיצד התחדשות פועלת בזברה ועשויה להנחות מחקרים עתידיים על אובדן שמיעה ורפואה התחדשות אצל יונקים, כולל בני אדם.
יונקים כמו עצמנו אינם יכולים להתחדש תאי שיער באוזן הפנימית. ככל שאנו מתבגרים או נתונים לחשיפה ממושכת רעש, אנו מאבדים את השמיעה והאיזון שלנו. "
Tatjana Piotrowski, Ph.D., מחבר משותף של המחקר, חוקר סטוורס
מחקר חדש ממעבדת פיוטרובסקי, שפורסם ב תקשורת טבע ב- 14 ביולי 2025, מבקש להבין כיצד מוסדרת חלוקת תאים לקידום התחדשות של תאי שיער וגם לשמור על אספקה קבועה של תאי גזע. בהובלת החוקר לשעבר של סטרס מארק לוש, Ph.D., הצוות גילה ששני גנים שונים המווסתים את חלוקת התאים כל אחד שולט בצמיחה של שני סוגים מרכזיים של תאי תמיכה חושיים בזברה. הממצא עשוי לעזור למדענים ללמוד האם ניתן להפעיל תהליכים דומים בתאים אנושיים בעתיד.
"במהלך תחזוקת הרקמות הרגילה והתחדשות, התאים צריכים להתפשט כדי להחליף את התאים שמתים או נשפכים – עם זאת, זה עובד רק אם ישנם תאים קיימים שיכולים להתחלק כדי להחליף אותם", אמר פיוטרובסקי. "כדי להבין כיצד מוסדרת התפשטות, עלינו להבין כיצד תאי גזע וצאצאיהם יודעים מתי לחלק ובאיזו נקודה להבדיל."
דג הזברה הם מערכת מצוינת ללימוד התחדשות. מנוקדים בקו ישר מראשם אל זנב הם איברים חושיים הנקראים נוירומסטים. כל נוירומסט דומה לנורה שום עם "תאי שיער" הנובטים מלמעלה. מגוון תאים תומכים מקיפים את הנוירומסט כדי להוליד תאי שיער חדשים. תאים חושיים אלה, המסייעים לזברה לאתר תנועת מים, דומים מאוד לאוזן האוזן הפנימית האנושית.
מכיוון שזברה שקופה במהלך הפיתוח ובעלי מערכות איברים חושיים נגישים, מדענים יכולים לדמיין, כמו גם רצף גנטית ולשנות, כל תא NeuroMast. זה מאפשר להם לחקור את המנגנונים של חידוש תאי הגזע, התפשטות תאי אבות – ישיר מבשרי תאי שיער – והתחדשות תאי שיער.
"אנו יכולים לתפעל גנים ולבדוק אילו חשובים להתחדשות", אמר פיוטרובסקי. "על ידי הבנת האופן בו התאים הללו מתחדשים בדג הזברה, אנו מקווים לזהות מדוע התחדשות דומה אינה מתרחשת אצל יונקים והאם ניתן יהיה לעודד תהליך זה בעתיד."
שתי אוכלוסיות עיקריות של תאי תמיכה תורמות להתחדשות בתוך נוירומסטים: תאי גזע פעילים בקצה הנוירומסט ותאי אבות הסמוך למרכז. תאים אלה מתחלקים באופן סימטרי, המאפשר לנוירומסט לייצר ברציפות תאי שיער חדשים תוך לא מדללים את תאי הגזע שלו. הצוות השתמש בטכניקת רצף כדי לקבוע אילו גנים היו פעילים בכל סוג ומצא שני גנים מחזוריים מובחנים שנמצאים רק באוכלוסייה זו או אחרת.
לאחר מכן החוקרים שינו גנטית כל גן באוכלוסיות הגזע והאב. הם גילו כי הגנים השונים של המחזוריים המווסתים באופן עצמאי את חלוקת התאים של שני סוגי התאים.
"כאשר הפכו את אחד הגנים הללו לא פונקציונליים, רק אוכלוסייה אחת הפסיקה להתחלק", אמר פיוטרובסקי. "ממצא זה מראה כי ניתן לשלוט בקבוצות שונות של תאים בתוך איבר בנפרד, מה שעשוי לעזור למדענים להבין את צמיחת התאים ברקמות אחרות, כמו המעי או הדם."
תאי אבות חסרי הגן המחזורי הספציפי לתא שלהם לא התפשטו; עם זאת, הם אכן יצרו תא שיער, תוך ניתוק חלוקת תאים עם בידול. ראוי לציין כי כאשר גן המחזית הספציפי לתאי גזע היה מהונדס לעבוד בתאי אבות, שוחזר חלוקת תאי האב.
דייוויד רייבל, דוקטורט, פרופסור באוניברסיטת וושינגטון החוקר את מערכת החושי של קו הרוחב לזברה, העיר על חשיבות המחקר החדש. "עבודה זו מאירה מנגנון אלגנטי לשמירה על תאי גזע נוירומסטים תוך קידום התחדשות תאי שיער. זה עשוי לעזור לנו לחקור אם קיימים תהליכים דומים או שניתן להפעיל אותם אצל יונקים."
מכיוון שגנים מחזוריים מווסתים גם את התפשטות בתאים אנושיים רבים, כמו אלה במעיים ובדם, לממצאי הצוות עשויים להיות השלכות מעבר להתחדשות תאי השיער.
"תובנות מהתחדשות תאי שיער זברה עלולות בסופו של דבר ליידע את המחקר על איברים ורקמות אחרות, הן אלה המתחדשות באופן טבעי והן באלה שלא", אמר פיוטרובסקי.
