עבודה חדשה של מדענים במסגרת תוכנית המחקר של המכון לאפיגנטיקה אפשרה חלקית
מהי רפואה רגנרטיבית?
עם הגיל, היכולת של תאים אנושייםהתפקוד מופחת, ועקבות הזדקנות מצטברים בגנום. ביולוגיה רגנרטיבית מתמקדת בתיקון או החלפה של תאים. אחד הכלים החשובים ביותר של ביולוגיה רגנרטיבית הוא היכולת שלנו ליצור תאי גזע "מושרה". תהליך זה הוא תוצאה של מספר שלבים, שכל אחד מהם מוחק חלק מהסימנים שגורמים לתאים להתמחות. תיאורטית, תאי גזע אלה יכולים להפוך לכל סוג של תא. הבעיה היא שמדענים עדיין לא יכולים לשחזר בצורה מהימנה את התנאים להתמיינות מחדש של תאי גזע לכל סוגי התאים.
להחזיר את הזמן אחורה
שיטה חדשה המבוססת על טכנולוגיה שקיבלהפרס נובל שמדענים משתמשים בו כדי ליצור תאי גזע פותר את הבעיה של מחיקה מוחלטת של הזהות הסלולרית על ידי הפסקת תכנות מחדש בשלב מסוים בתהליך. לפיכך, מדענים מצאו את האיזון המדויק בין תכנות מחדש של תאים, מה שהופך אותם לצעירים יותר מבחינה ביולוגית, אך במקביל מאפשר להם לשחזר את הפונקציות הסלולריות המיוחדות שלהם.
בשנת 2007, שיניה ימאנקה היה המדען הראשוןמה שהפך תאים נורמליים שמבצעים תפקיד ספציפי לתאי גזע, בעלי יכולת מיוחדת להתפתח לכל סוג של תא. התהליך המלא של תכנות מחדש של תאי גזע אורך כ-50 יום ודורש שימוש בארבע מולקולות מפתח הנקראות גורמי ימאנקה.
השיטה החדשה, שמדענים כינו אותה "חולפתתכנות מחדש של שלב ההתבגרות" חושף תאים לגורמי Yamanaka למשך 13 ימים בלבד. ברגע זה מוסרים שינויים הקשורים לגיל והתאים מאבדים זמנית את ה"אינדיבידואליות" שלהם. לתאי עור שתוכנתו מחדש חלקית קיבלו זמן לצמוח בתנאים רגילים כדי לראות אם הספציפי שלהם חזר. ניתוח הגנום הראה שהם שוב "קיבלו" סמנים אופייניים, במקרה זה, פיברובלסטים. המדענים אישרו את התוצאות כאשר צפו בייצור קולגן בתאים שתוכנתו מחדש.
גיל הוא לא רק מספר
כדי להראות שהתאים מתחדשים,החוקרים חיפשו שינויים בסימני ההזדקנות. כפי שהסביר ד"ר דילג'יט גיל ממעבדת וולף רייק במכון בברהם, "ההבנה שלנו לגבי ההזדקנות ברמה המולקולרית התרחבה בעשור האחרון. זה הוביל לשיטות המאפשרות למדענים למדוד שינויים ביולוגיים הקשורים לגיל בתאים אנושיים. יישמנו את זה בניסוי שלנו".
החוקרים בחנו מספר אינדיקטוריםגיל התא. הראשון הוא השעון האפיגנטי, שבו הסימנים הכימיים הקיימים בגנום מעידים על גיל. השני הוא ה-transcriptome, כל קריאות הגנים המיוצרות על ידי התא. עבור שני מדדים אלה, התאים שתוכנתו מחדש התאימו לפרופיל של תאים צעירים ב-30 שנה בהשוואה למערך הנתונים הייחוס.
מה השורה התחתונה?
היישומים הפוטנציאליים של טכניקה זו מושפעים מהעובדה שהתאים לא רק נראים, אלא גם מתפקדים כמו צעירים. פיברובלסטים מייצרים קולגן, מולקולה שנמצאת בעצמות, בגידי העור וברצועות, ועוזרת לתת מבנה לרקמות ולרפא פצעים. פיברובלסטים מחודשים ייצרו יותר חלבוני קולגן בהשוואה לתאי בקרה שלא עברו את תהליך התכנות מחדש. הם גם עוברים לאזורים הזקוקים לשיקום.
כפי שציינו מחברי העבודה החדשה, השיטה היא גםהייתה השפעה על גנים אחרים הקשורים למחלות ותסמינים הקשורים לגיל. הגן APBA2, הקשור למחלת אלצהיימר, והגן MAF, הממלא תפקיד בהתפתחות קטרקט, הראו שינויים לקראת רמת שעתוק צעירה. זה ירחיב את היישום של הטכנולוגיה.
קרא עוד:
יש עוד "כוכב לכת" בתוך כדור הארץ: איך הוא הציל חיים בהתהוות
מחקר חדש מפריך את תיאוריית העברת אנרגיית האור
מדענים הוסיפו סיליקון למחשב קוונטי: החישובים הפכו מדויקים לשבירת שיא