חוקרים מאוניברסיטת תל אביב זיהו תת־אוכלוסייה נדירה של תאי דייטרס שבתגובה לעיכוב מסלול Notch החלה לעבור לתכונות של תאי השיער האחראים לקליטת קול. המחקר נעשה ברקמת שבלול של עכברים בני יומם ומצביע על מנגנון אפשרי לשיקום עתידי של השמיעה — לא על טיפול שכבר ניתן לבני אדם
אחת הסיבות לכך שאובדן שמיעה עלול להיות בלתי הפיך היא שתאי השיער החושיים בשבלול שבאוזן הפנימית כמעט אינם מתחדשים ביונקים. התאים העדינים האלה הופכים תנודות מכניות של קול לאותות חשמליים המועברים אל המוח, וכאשר הם מתים בעקבות גיל, רעש, תרופות מסוימות או גורמים גנטיים, לגוף האדם אין בדרך כלל מאגר טבעי שמחליף אותם.
מחקר מאוניברסיטת תל אביב מצביע כעת על סדק קטן בחומה הזאת. החוקרים זיהו תת־אוכלוסייה נדירה של תאי תמך בשבלול של עכברים בני יומם, אשר בתנאים מסוימים מסוגלת להתחיל לעבור שינוי זהות ולהתקדם לעבר גורל של תא שיער חושי.
המחקר פורסם בכתב העת Science Advances בהובלת הדוקטורנטית לאמה חליילי ופרופ' קרן אברהם מהפקולטה למדעי הרפואה והבריאות ובית הספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב. במחקר השתתפו גם שחר קסירר ופרופ' דוד שפרינצק מהפקולטה למדעי החיים, וכן רותם דומב, מי ז'ו, בוואי שאו, שחר טיבר, רן אלקון, ליטאו טאו ושותפים נוספים.
מדוע השמיעה אינה מתקנת את עצמה?
באיבר קורטי שבשבלול נמצאים תאי השיער החושיים לצד כמה סוגים של תאי תמך. בבעלי חוליות מסוימים, ובהם דגים ועופות, תאי תמך יכולים להשתתף ביצירת תאי שיער חדשים לאחר פגיעה. ביונקים היכולת הזאת מוגבלת מאוד ונעלמת כמעט לחלוטין זמן קצר לאחר הלידה.
כבר ידוע שנים שמסלול האיתות Notch ממלא תפקיד מרכזי בקביעת זהותם של תאים במהלך התפתחות מערכת השמיעה. ניסויים קודמים הראו שעיכוב המסלול יכול לגרום להופעת תאי שיער נוספים ברקמת שבלול צעירה.
אלא שנותרה שאלה בסיסית: מאילו תאים בדיוק נוצרים אותם תאים חדשים, ומדוע רק מעטים מתאי התמך מגיבים?
כדי לענות עליה שילבו החוקרים שתי גישות: דימות חי ברזולוציה גבוהה, שאפשר לעקוב בזמן אמת אחר תאים ברקמת השבלול, וניתוח multi-omics של תאים בודדים, שבחן בו־זמנית את פעילות הגנים ואת מידת הנגישות של אזורים שונים בכרומטין.
לא כל תא שיער "חדש" באמת נוצר מחדש
הדימות החי חשף פרט חשוב שלא ניתן לראות בקלות כאשר מסתכלים רק על רקמה קבועה בסוף הניסוי.
לאחר עיכוב מסלול Notch אכן נראה מספר גדול יותר של תאים בעלי מאפיינים של תאי שיער. אבל חלק מן התוספת לכאורה לא נבע מהפיכת תאי תמך לתאי שיער: תאי שיער שכבר היו קיימים שינו מקום והסתדרו מחדש בתוך הרקמה.
רק חלק קטן מן התאים עבר שינוי זהות אמיתי.
זהו הבדל משמעותי, משום שבמחקרים קודמים שבהם נבדקה הרקמה רק בנקודת הסיום היה קשה להבחין בין תא שיער חדש לבין תא קיים ששינה את מקומו.
תאי דייטרס יוצאי דופן
כאשר החוקרים עקבו אחר תאי התמך שכן החלו לעבור שינוי זהות, הם גילו שהם אינם מפוזרים באקראי.
רובם השתייכו לתת־קבוצה מסוימת של תאי דייטרס — תאי תמך הנמצאים ליד תאי השיער החיצוניים של השבלול. החוקרים כינו את האוכלוסייה הנדירה הזאת tDCs — transdifferentiating Deiters' cells, כלומר תאי דייטרס העוברים התמרה מסוג תא אחד לאחר.
לאחר עיכוב Notch החלו תאים אלה לאבד חלק מהמאפיינים המולקולריים של תא תמך ובמקביל להפעיל תוכניות גנטיות הקשורות לתאי שיער.
השינוי לא היה רק ברמת ביטוי הגנים. החוקרים מצאו גם ארגון מחדש של אזורים רגולטוריים בדנ"א — שינויים בנגישות הכרומטין ובפעילות של enhancers, רצפים המסייעים לשלוט בהפעלת גנים.
לעומתם, תאי תמך שכנים נחשפו לאותו עיכוב של Notch ואף הראו ירידה בפעילות גנים הנשלטים בידי המסלול, אך נשארו עמידים לשינוי זהות.
למה רק התאים האלה?
הממצא מעלה אפשרות שלפחות חלק מתאי הדייטרס נמצאים מראש במצב מולקולרי שמעניק להם כשירות סמויה להתחדשות.
כלומר, עצירת Notch לבדה אינה הופכת באופן גורף את כל תאי התמך לתאי שיער. היא פועלת יותר כמו טריגר שחושף יכולת שכבר קיימת בתת־אוכלוסייה נדירה.
החוקרים מצאו בתאים המגיבים שילוב ייחודי של פעילות גנים ומצב אפיגנטי, שמאפשר להם להתחיל את המעבר לעבר זהות של תא שיער.
השאלה הבאה היא מדוע תאים אחרים איבדו את היכולת הזאת, והאם אפשר יהיה בעתיד לשנות את המצב האפיגנטי שלהם כך שגם הם יוכלו להשתתף בתהליך התחדשות.
החלון נסגר במהירות אחרי הלידה
אחת המגבלות החשובות של המחקר היא גיל הרקמה.
הניסויים המרכזיים בוצעו בשבלולים של עכברים בני אפס עד יום אחד לאחר הלידה — שלב שבו עדיין קיימת מידה מסוימת של פלסטיות התפתחותית. כאשר החוקרים בחנו רקמות מעכברים בני כשישה ימים, יכולתם של תאי התמך לעבור את השינוי כבר הייתה נמוכה בהרבה.
לכן אי אפשר להסיק מן המחקר שתאי תמך באוזן של אדם מבוגר יגיבו באותה דרך.
העבודה גם נעשתה ברקמות שבלול שגודלו מחוץ לגוף, ולא בעכברים חיים. החוקרים לא בדקו אם תאי השיער שנוצרים בתהליך מתחברים כראוי למערכת העצבים, מגיבים לצלילים או משפרים שמיעה.
המטרה: להבין כיצד לפתוח מחדש את היכולת
המשמעות של המחקר אינה שנמצא "תרופה לחירשות", אלא שהחוקרים הצליחו לזהות בצורה מדויקת יותר איזה תא מסוגל להתחיל תהליך התחדשות ואילו שינויים מולקולריים מלווים אותו.
זהו מידע שיכול להיות חיוני לפיתוח אסטרטגיות עתידיות. אם יתברר אילו גנים, מנגנונים אפיגנטיים ואותות תאיים מאפשרים ל־tDCs לעבור שינוי זהות, ייתכן שבעתיד אפשר יהיה לגרום גם לתאים אחרים להיכנס למצב דומה.
אוניברסיטת תל אביב מסבירה בהודעת המחקר כי המטרה ארוכת הטווח היא להבין כיצד ניתן להרחיב את היכולת הרגנרטיבית הנדירה הזאת לתאים נוספים.
המרחק מטיפול עדיין גדול. יהיה צורך להראות שהמנגנון פועל גם באוזן בוגרת, שניתן להפעילו בבטחה, שתאי השיער החדשים מבשילים כראוי ושהם מתחברים למסלולי השמע ומשפרים בפועל את יכולת השמיעה.
אבל זיהוי האוכלוסייה שמסוגלת לעשות את הצעד הראשון מספק לחוקרים יעד מוגדר בהרבה מכפי שהיה קודם.
שאלות ותשובות
מה גילו החוקרים? הם זיהו תת־אוכלוסייה נדירה של תאי דייטרס בשבלול של עכברים בני יומם, שמתחילה לעבור מתא תמך לכיוון של תא שיער חושי לאחר עיכוב מסלול Notch.
האם הצליחו להחזיר לעכברים את השמיעה? לא. המחקר נעשה ברקמות שבלול שגודלו מחוץ לגוף ולא בדק שיפור בשמיעה.
מדוע הממצא בכל זאת חשוב? מפני שהוא מזהה את סוג התאים ואת המצב הגנטי והאפיגנטי שמאפשרים להתחיל תהליך של התחדשות — מידע שעשוי לסייע בעתיד בפיתוח שיטות לעידוד יצירת תאי שיער חדשים.
האם הטיפול מתאים כבר לבני אדם? לא. מדובר במחקר בסיסי בשבלול של עכברים בני יומם, ויש עוד דרך ארוכה לפני שאפשר יהיה לדעת אם ניתן להפעיל מנגנון דומה בבני אדם בוגרים.
עוד בנושא באתר הידען
- מי אמר שתאי שערה באוזן של יונקים לא יכולים להתחדש?
- תאים מצמיחי שערות, שמגלות קול, גודלו במעבדה
- המסלול הארוך והמפותל של השמע
- גורם נוסף שעלול להביא לאובדן שמיעה – העדר של מולקולות מיקרו־רנ"א
- התגלה חלבון שהיעדרו גורם להפרעות בשמיעה
המאמר המדעי
Lama Khalaily et al., Live imaging and multimodal profiling reveal transdifferentiation of a cochlear supporting cell subpopulation upon Notch inhibition, Science Advances, 2026. DOI | PubMed | המאמר המלא ב־PMC