פריצת הדרך המדעית עשויה לסייע לטיפול בילדים שסובלים מאובדן שמיעה
מחקרים
RESEARCH
מה מעניין אותך?
מחקר
28.12.2020
חוקרים מאוניברסיטת תל אביב פיתחו טיפול גנטי לחירשות
- רפואה ומדעי החיים
חירשות היא הליקוי החושי הנפוץ ביותר. לפי ארגון הבריאות העולמי ישנם כחצי מיליארד לקויי שמיעה כיום, ומספר זה צפוי להכפיל את עצמו בעשורים הקרובים. אחד מתוך 200 ילדים נולד עם ליקוי שמיעה ואחד מתוך אלף ילדים נולד חירש. במחצית מהמקרים גורם החירשות הוא מוטציה גנטית. נכון להיום, מוכרים בספרות הרפואית כ-100 גנים שמוטציות בהם עלולות לגרום לאובדן השמיעה.
מחקר חדש מאוניברסיטת תל אביב מציג טיפול חדשני לחירשות, שמבוסס על החדרת מטען גנטי לתאי האוזן הפנימית. במסגרת הטיפול, המטען הגנטי מוחדר לתוך התא הפגום בצורה כזו שהוא למעשה "מתקן" את הפגם הגנטי ומאפשר לתא להמשיך לתפקד בצורה תקינה. במסגרת המחקר הצליחו החוקרים למנוע את הידרדרות השמיעה של עכברים עם חירשות הדרגתית. לדבריהם, הטיפול עשוי להביא לפריצת דרך בטיפול בילדים שנולדים עם מגוון מוטציות הגורמות לאובדן השמיעה.
מובילי המחקר הם פרופ' קרן אברהם ושחר טייבר, דוקטורנט במסלול המשולב לרפואה ומחקר (MD-PhD), מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית של האדם וביוכימיה, בבית הספר לרפואה ע"ש סאקלר ומבית הספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב. כמו כן, השתתפו במחקר פרופ׳ דוד שפרינצק מבית הספר לנוירוביולוגיה, ביוכימיה וביופיזיקה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז של אוניברסיטת תל אביב, ופרופ׳ ג׳פרי הולט מבית החולים לילדים בבוסטון ומבית הספר לרפואה של אוניברסיטת הרווארד. המחקר פורסם בכתב העת EMBO Molecular Medicine.
פריצת דרך מחשבתית
"במחקר זה התמקדנו בחירשות גנטית הנובעת ממוטציה בגן SYNE4 – חירשות נדירה שהתגלתה לפני כמה שנים במעבדתנו בקרב שתי משפחות בישראל, ומאז אובחנה גם בטורקיה ובאנגליה." מסבירה פרופ' אברהם. "ילדים שיורשים את הגן הפגום משני הוריהם נולדים עם שמיעה תקינה, אך שמיעתם הולכת ומידרדרת במהלך הילדות. הסיבה לכך היא שהמוטציה גורמת לשינוי במיקום הגרעין ולמוות של תאי השערה בשבלול שבאוזן הפנימית, האחראיים לקליטת גלי הקול".
"עבדנו עם טכנולוגיה חדשנית מתחום הטיפולים הגנטיים: ייצרנו נגיף מלאכותי, שאינו גורם למחלה, והחדרנו לתוכו חומר גנטי – גרסה תקינה של הגן שפגוע במשפחות ובעכברים," מספר שחר טייבר. "הזרקנו את הנגיף לתוך האוזן הפנימית של העכברים, כך שתאי השערה נדבקו בנגיף וקלטו את החומר הגנטי שהחדרנו לו. "הדבקה" זו למעשה מתקנת את התא הפגום ומאפשרת לתאי השערה להמשיך לתפקד בצורה תקינה".
הטיפול ניתן בסמוך ללידה, לאחר מכן החוקרים בחנו את שמיעתם של העכברים באמצעות מבחנים פיזיולוגיים והתנהגותיים. העכברים המטופלים פיתחו שמיעה תקינה, כמעט זהה לזו של עכברים רגילים ללא מוטציה. לאור הצלחת המחקר, מפתחים כעת החוקרים טיפולים דומים למוטציות נוספות שגורמות לחירשות.
פרופ׳ בני נגריס, מנהל המחלקה לרפואת אף־אוזן־גרון במרכז הרפואי מאיר וראש החוג לרפואת אף־אוזן־גרון בפקולטה לרפואה באוניברסיטת תל אביב, אשר לא היה מעורב בפרויקט, הגיב למחקר: ״בניגוד לטיפולים המקובלים לשיפור השמיעה היום, כדוגמת מכשירי שמיעה ושתל השבלול, אשר ניתנים לאחר שהנזק כבר התהווה ומשיגים שיפור חלקי בלבד, פרופ׳ אברהם מציגה שיטה חדשנית ויעילה לטיפול בליקויי שמיעה עוד בטרם נגרם הנזק. הגישה הטיפולית שהוצגה במחקר היא פריצת דרך מחשבתית, ׳שובר שוויון׳ בטיפול בחירשות״.
המחקר נתמך בעיקר ע״י הקרן הדו-לאומית למדע ישראל-ארה״ב (BSF), המכונים הלאומיים לבריאות (NIH), מועצת המחקר האירופאית (ERC), והתכנית למחקר ברפואה ממוקדת אישית של הקרן הלאומית למדע.
מחקר
23.12.2020
האבולוציה הגנטית המפתיעה של הצמחים הקדומים
התגלה המנגנון האפיגנטי בצמח הטחב הקדום, השונה מהותית מזה של אורגניזמים מפותחים יותר - מצמחים פורחים ועד האדם
- רפואה ומדעי החיים
חוקרים גילו מנגנון אפיגנטי מרכזי בצמח הטחב, ממיני הצמחים הקדומים ביותר, שהופיע כבר לפני 400 מיליון שנה, ושרד בעולמנו עד היום. לדבריהם, מדובר במנגנון קריטי לשימור תיפקודו ויציבותו של הגנום.
כלי חדש לשליטה בביטוי גנים
אפיגנטיקה עוסקת בשינויים תורשתיים בתפקוד הגנים, שאינם כרוכים בשינוי רצף ה-DNA עצמו. מנגנון מרכזי באפיגנטיקה נקרא מתילציה: קבוצה כימית קטנה המכונה מתיל (CH3), מתחברת לאחת מחומצות הגרעין המרכיבות את רצף ה-DNA, ומשפיעה בדרך זו על רמת הביטוי של הגנים – מהשתקה ועד לעוצמה מלאה. החוקרים מסבירים שניתן להשוות זאת לטעמי המקרא: הם אינם משנים את הטקסט, אך מורים לנו איך להגות את המילים, באיזו עוצמה ועם אלו הדגשים.
במסגרת המחקר, ביקשו החוקרים לחקור תהליכי מתילציה באפיגנטיקה בין-תאית (שבה השינוי נשמר בזמן חלוקה של תא האם לתאי הבת) בצמח הטחב - מהצמחים הקדומים ביותר באבולוציה, שקיים עד היום. המחקר נערך בהובלת פרופ' ניר אוהד, ראש מרכז מן לביטחון מזון מבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, ד"ר אסף צמח, ד"ר קתרין דומב וד"ר אביבה כץ. המאמר פורסם בכתב העת המדעי PNAS.
"המנגנון שגילינו הוא יעיל מאוד, אך שונה מהותית מרוב המנגנונים האפיגנטיים השומרים על תפקוד הגנום ביצורים מפותחים יותר, מצמחים פורחים ועד האדם", מסביר פרופ' אוהד. "אנחנו סבורים שהוא עשוי לשמש ככלי חדשני לשליטה בביטוי גנים במחקר, ברפואה ובתעשייה הביוטכנולוגית".
חלון הצצה אל האבולוציה
באמצעות הנדסה גנטית יצרו החוקרים צמחי טחב בעלי שתי מוטציות שונות: בחלקם התרחשה מתילציה רק על רצפי CG בגנום - סוג המתילציה הנפוץ ביותר באורגניזמים מפותחים, כולל האדם ואחד משלושה בצמחים, ובחלקם היא התרחשה רק על רצפים אחרים, שאינם CG (non-CG).
להפתעתם גילו החוקרים שבניגוד לאורגניזמים מפותחים, בטחב קיים שוויון כמותי בין שני סוגי המתילציה, ויותר מכך: המתילציה על רצפים שאינם CG יעילה ופעילה יותר, ומשפיעה יותר על ביטוי הגנים. הם מצאו כי טחב ללא מתילציה מסוג זה נפגע בצורה קשה ביותר, והתפתחותו אינה תקינה.
"מדובר במנגנון ראשוני מאוד, שנותן לנו חלון הצצה אל האבולוציה של בקרה אפיגנטית בצמחים, כבר בשלביה המוקדמים ביותר", אומר פרופ' אוהד. "במחקרים הבאים נוכל להשוות את המנגנון הקדום למתילציה שהתפתחה בהמשך הדרך, לדוגמה בגנום של צמחים פורחים, שהופיעו לפני 100 מיליון שנה, כלומר 300 מיליון שנה אחרי הטחב".
"התגלית שלנו מחוללת מהפך בתפיסה המקובלת", מחזק את דבריו ד"ר צמח ומסכם "היא מוכיחה את חשיבותו ואת יעילותו של מנגנון המתילציה ברצפים שאינם CG, אשר בבני אדם קיים בעיקר בעוברים ובמוח. יותר מכך, היא נותנת בידינו ארגז כלים חדש ואפקטיבי לשליטה על בקרת הגנים בכל אורגניזם – צמחים, בעלי חיים ובני אדם. כלים חדשניים אלה עשויים לשמש בעתיד לפיתוחים ביוטכנולוגיים בתעשייה, בחקלאות וברפואה".
פרופ' ניר אוהד
מחקר
02.12.2020
בעקבות היעלמותם של ספוגי הים מחופי ישראל
חוקרים מעריכים: העלייה החדה בטמפרטורות המים עשויה לגרום למותם והיעלמותם של ספוגי הים מחופי ישראל
- מוזיאון הטבע
- סביבה וטבע
- רפואה ומדעי החיים
חוקרים מאוניברסיטת תל אביב יצאו למסע תת ימי לפענח את התעלומה: לאן נעלמו ספוגי הים מהמין אגלס אורוידס (Agelas oroides), שבעבר היו גדלים ומתרבים במים הרדודים לאורך חופי ישראל, וכיום נפוצים בעיקר בגני ספוגים – בתי גידול עשירים בעומק של כ-100 מטר? החוקרים מעריכים כי הגורם העיקרי להיעלמותם של ספוגי הים קשור ככל הנראה בעליית טמפרטורת מי הים בחודשי הקיץ שב-60 השנים האחרונות עלתה בכ-3 מעלות.
המחקר נערך בהובלת פרופ' מיכה אילן והדוקטורנטית טל אידן ובשיתוף ד״ר לירון גורן וד״ר סיגל שפר, כולם מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט. המאמר התקבל לפרסום בכתב העת Frontiers in Marine Biology.
"ספוגים הם בעלי חיים ימיים בעלי חשיבות רבה למערכת האקולוגית, וגם לאדם," מסבירה טל אידן. "הם ניזונים על ידי סינון חלקיקים או חומרים מומסים במים והופכים אותם זמינים לבעלי חיים אחרים, ומשמשים כבית גידול למינים רבים אחרים. כמו כן, הספוגים מכילים מגוון רחב של חומרי טבע – חומרים כימיים שעשויים לשמש בסיס לפיתוח תרופות. במחקר שלנו התמקדנו במין אגלס אורוידס – ספוג ים תיכוני נפוץ שגדל בכל רחבי הים התיכון, החל מעומק של פחות ממטר ועד לעומק של 150 מ', אך לא נצפה במים הרדודים של ישראל כבר יותר מ-50 שנה".
במהלך המחקר, החוקרים הסתייעו בספינת מחקר וברובוט תת-ימי של עמותת 'אקואושן', ובעזרתם איתרו בתי גידול סלעיים עשירים במיוחד על קרקעית הים בעומק של כ-100 מטר, כ-16 ק"מ מערבית לחופי ישראל. בעלי החיים הדומיננטיים ביותר בבתי גידול אלו הם ספוגים, ולכן האתרים מכונים 'גני ספוגים'. החוקרים אספו 20 פרטים של הספוג אגלס אורוידס, 14 מהספוגים הועברו למים רדודים בעומק של 10 מ', באתר שבו תואר הספוג כנפוץ בשנות ה-60, ואילו השישה הנותרים הושבו לגני הספוגים שמהם נלקחו, ושימשו כקבוצת ביקורת.
חום יולי-אוגוסט מזיק לספוגים
ממצאי המחקר העלו שכאשר טמפרטורת המים נעה בין 18 עד 26 מעלות (חודשים מרץ –מאי), הספוגים גדלו ושגשגו: הם שאבו וסיננו מים – הפעולה שבאמצעותה הם ניזונים, והנפח שלהם גדל. לעומת זאת, ככל שטמפרטורת המים המשיכה לעלות מצבם של ספוגי הים הלך והדרדר. בטמפרטורה של 28 מעלות רובם הפסיקו לשאוב מים, ובמהלך חודש יולי, כשטמפרטורת המים עברה את סף 29 המעלות, תוך זמן קצר מתו כל ספוגי הים שהועברו למים הרדודים. במקביל, הספוגים בקבוצת הביקורת שבעומק המשיכו ליהנות מטמפרטורה יחסית יציבה ונמוכה (בין 17 ל-20 מעלות) מה שאפשר להם להמשיך לגדול ולשגשג.
לפיכך, החוקרים משערים כי הגורם המכריע, שהביא להיעלמות הספוגים מהאזור הרדוד, הוא חשיפה ממושכת לטמפרטורה גבוהה של מי הים. לדבריהם, "גם בעבר הגיעה הטמפרטורה ל-28.5 מעלות בקיץ, אך רק לתקופה קצרה של כשבועיים – כך שהספוגים, גם אם נפגעו, הצליחו להתאושש. כיום טמפרטורות מי הים עולה על 29 מעלות למשך שלושה חודשים, דבר הגורם ככל הנראה לפגיעה רב-מערכתית בספוגים, שאינה מותירה להם סיכוי להתאושש ולשרוד."
תחזית מדאיגה
"מאז 1960 ועד היום, טמפרטורת המים בחוף ישראלי של הים התיכון עלתה ב-3 מעלות, דבר אשר עשוי להשפיע מאוד על היצורים הימים, ובמיוחד על ספוגי הים. החשש הגדול שלנו הוא שהשינויים המתרחשים בחופינו הם רק סנונית ראשונה שעלולה לבשר על העתיד להתרחש בכל רחבי הים התיכון. הממצאים שלנו מעידים כי המשך שינויי האקלים והתחממות מי הים עלולים לפגוע אנושות בספוגים ובבעלי חיים ימיים בכלל." אומר פרופ' אילן.
החוקרים מוסיפים כי בשנים האחרונות הם מבצעים בשיתוף משרד האנרגיה ורשות הטבע והגנים הלאומיים סקרים נרחבים במספר גני ספוגים לאורך החוף, במטרה ברורה להגן על בתי גידול ייחודיים אלה ולשנות את מעמדם, כך שיוכרו כאתרים בעלי רגישות גבוהה במיוחד. שלושה מאתרי המחקר מהווים היום חלק מתוכנית שמורות הטבע הימיות של רשות טבע והגנים בתקווה שיקבלו הכרה רשמית כשמורות טבע ימיות.
מחקר
30.11.2020
ברגליים יחפות
רוצים להפחית את כאבי הדורבן בכף הרגל? לכו יחפים במשך עשר דקות ביום
- רפואה ומדעי החיים
'דורבן' הוא השם הלא רשמי לדלקת בחלק התחתון של העקב, והוא נחשב לסיבה השכיחה ביותר לכאבים בכף הרגל. סובלים ממנו בעיקר אנשים שעומדים שעות רבות במהלך היום, ספורטאים או אנשי מקצוע שמבצעים פעילות גופנית אינטנסיבית בעמידה, בקפיצה או בריצה למשך פרקי זמן ארוכים (במיוחד על משטחים קשים), וגם כאלה הסובלים מעודף משקל, בעלי כפות רגליים שטוחות או אלו שנועלים נעליים שלא מתאימות לרגליהם. עד היום, הפתרון הזמין ביותר לכאבי הדורבן היה מנוחה לרגליים, הפחתת כמות אימוני ספורט ועיסוי מקומי במקום הכואב. מחקר חדש באוניברסיטת תל אביב ממליץ דווקא על הליכה ברגליים יחפות בבית או על מסילה נעה, כמו של הליכון חדר כושר.
לכו יחפים ותרגישו מאושרים יותר
על פי המלצת החוקרים, כדאי להתחיל בהליכה יומית בת 10 דקות בממוצע, ולהעלות בהדרגה את מספר הדקות היומי, על פי הכושר האישי ובכפוף להתייעצות עם פיזיותרפיסט. המחקר נערך בהובלת ד"ר יוסף משהראוי מהחוג לפיזיותרפיה בבית הספר למקצועות הבריאות בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר, ובשיתוף הסטודנטית מרים ריינשטיין וקופ"ח מאוחדת.
במהלך המחקר, ליוו החוקרים במשך חודש כ-50 מטופלים, שסבלו תקופה ממושכת מכאבי דורבן. החוקרים חילקו את המטופלים לשתי קבוצות: בקבוצה הראשונה, חברי הקבוצה צעדו יחפים על הליכון, פעמיים בשבוע, תחילה במשך 10 דקות ובהמשך עד ל-30 דקות ברצף. חברי קבוצת הביקורת צעדו על הליכון עם נעליים לרגליהם.
ממצאי המחקר הצביעו על כך שהליכה ברגליים יחפות הפחיתה משמעותית את עוצמת הכאב בעקב הרגל ביחס לקבוצת הביקורת, והביאה לשיפור גבוה יותר ברמת תפקודם היומיומית של המטופלים. השיפור המשמעותי בא לידי ביטוי ביכולת לעלות ולרדת במדרגות או לסחוב קניות מהסופר לביתם. חלקם אף החל לרוץ ריצות למרחקים קצרים. במקביל, ההליכה ברגליים יחפות שיפרה את איכות חייהם גם בתחומים שאינם קשורים ישירות לכאב ולתפקוד הפיזי. בין היתר, דיווחו חברי הקבוצה שהלכו יחפים על כך שהרגישו נמרצים יותר, שלווים ומלאי אנרגיה יותר, פחות עייפים ויותר מאושרים.
ד"ר משהראוי מסכם: "הדורבן מתאפיין בכאבים עזים בכף רגל שמקשים על המטופלים בשגרת החיים הרגילה. המחקר הראה שהקפדה על הליכה בכלל, ועל הליכה ברגלים יחפות בפרט, מסייעת מאוד בהקלה של הכאב ומאפשרת לבצע פעולות פשוטות כמו ירידה במדרגות והליכה לסופר, שאחרת לא ניתן היה לבצע. אנו מעריכים שבזמן הליכה ברגל יחפה מועבר עיקר העומס לחלק הקדמי של כף הרגל, ולכן הלחץ הממוקד על העקב פוחת וקיימת הפחתה גבוהה יותר בכאב".
מחקר
30.11.2020
משבר הקורונה הביא להחרפה משמעותית בתסמיני חרדה ודיכאון
1 מכל 3 אנשים בישראל סובל מתסמיני חרדה גבוהה או גבוהה מאוד, ו-1 מכל 5 סובל מדיכאון
- רפואה ומדעי החיים
מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב והמכללה האקדמית תל-חי חושף כי מאז התפרצות נגיף הקורונה חלה החרפה משמעותית בתסמיני חרדה ודיכאון באוכלוסייה: מהמחקר עולה שבעיצומו של הגל השני (אוקטובר 2020) כמעט כל אדם שלישי בישראל (29%) סובל מתסמיני חרדה גבוהה או גבוהה מאוד. הנתונים מצביעים על עלייה חדה בשיעור החרדה ביחס לסגר שהוטל בגל הראשון של המגפה (מאי 2020), אז כמעט אחד מכל ארבעה נשאלים (23%) דיווח על רמת חרדה בינונית-גבוהה או גבוהה מאד. לשם השוואה, בחינה של רמת החרדה בישראל ב-2018, כשנתיים לפני משבר הקורונה, העלתה כי רק אחד מכל עשרה (כ-12%) דיווחו על רמת חרדה גבוהה או גבוהה מאד.
|
רמת חרדה |
מדידה 2018 |
יציאה מהסגר הראשון (מאי 2020) |
בין הסגרים (יולי 2020) |
עיצומו של הסגר השני (אוקטובר 2020) |
|---|---|---|---|---|
|
נמוכה ונמוכה מאוד |
60% |
41% |
35% |
36% |
|
בינונית |
28% |
36% |
38% |
35% |
|
גבוהה וגבוהה מאוד |
12% |
23% |
27% |
29% |
המחקר נערך בהובלת ד"ר ברוריה עדיני מהחוג לניהול מצבי חירום ואסון בבית הספר לבריאות הציבור באוניברסיטת תל אביב, וחוקרי המרכז לחקר הדחק והחוסן במכללה האקדמית תל-חי: פרופ' שאול קמחי, פרופ' יוחנן אשל וד"ר הדס מרציאנו.
במסגרת המחקר, החוקרים עקבו אחר ההתמודדות של האוכלוסייה היהודית הבוגרת עם משבר הקורונה. המחקר כלל מדגם של 805 משיבים. מהנתונים עולה בנוסף כי רמת הדיכאון עלתה במידה מובהקת במהלך השנה האחרונה: בעיצומו של הגל השני (אוקטובר 2020) נמצא שאחד מכל חמישה אנשים (20%) בישראל סובל מרמת דיכאון גבוהה וגבוהה מאד. בזמן היציאה מהסגר שהוטל בגל הראשון (מאי 2020), רק 14% מהמשיבים (1 מכל 7 אנשים) דיווחו על רמת דכאון גבוהה או גבוהה מאוד. לשם השוואה, בשנת 2018, רק 9% מהאוכלוסייה (כמעט 1 מכל 10 אנשים) דיווחו על רמת דיכאון גבוהה או גבוהה מאד.
|
רמת דיכאון |
מדידה 2018 |
יציאה מהסגר הראשון (מאי 2020) |
בין הסגרים (יולי 2020) |
עיצומו של הסגר השני (אוקטובר 2020) |
|---|---|---|---|---|
|
נמוכה ונמוכה מאוד |
70% |
59% |
57% |
51% |
|
בינונית |
21% |
27% |
25% |
28% |
|
גבוהה וגבוהה מאוד |
9% |
14% |
18% |
20% |
לדברי החוקרים: "המחקר ממחיש את השפעתו של משבר הקורונה והפגיעה הקשה בחוסן הנפשי של הציבור. העלייה החדה בשיעור האזרחים הסובלים מתסמינים של רמות חרדה ודיכאון מטרידה מאוד ועל פי רוב מדובר בנזקים נפשיים, סמויים מהעין, שלא מקבלים את המענה הראוי. חשוב להדגיש שהחרדה ובעיקר הדיכאון עשויים לפגוע בתפקוד היום-יומי של האזרחים, החל בניהול משק הבית, בעבודה, בחיי הקהילה ועוד. ככל שאנשים סובלים יותר מתסמינים של דכאון, כך קטנים המוטיבציה והרצון שלהם לשתף פעולה ולהקפיד על הנחיות הריחוק החברתי של הממשלה.
בנוסף, המחקר מעלה שאלות האם המערך הפסיכולוגי והפסיכיאטרי הקיים המדינה מסוגל להתמודד עם תופעה זו בהיקפים האלו, ואכן ערוך למתן טיפול יעיל להיקף כזה של נתונים בחרדה ובדיכאון. נשאלת גם השאלה האם אנשים שחשים מדוכאים וחרדים ניגשים בכלל לקבל עזרה למצבם הנפשי, האם יש בידי מערכת הבריאות דרכים אפקטיביות לאתר אותם ולטפל בהם מבעוד מועד לפני שמצבם יחמיר עוד, ומה עלולה להיות ההשלכה ארוכת הטווח של ההשפעות הנפשיות הללו על מי שסובל מהם, על סביבתו הקרובה והרחוקה ועל המדינה בכלל. שאלות אלה מחייבות התייחסות מידית".
מחקר
29.11.2020
צעירים לנצח?
טיפול בתא לחץ עצר את הזדקנות תאי הדם בבני אדם
- רפואה ומדעי החיים
עד היום הרעיון של להחזיר את הגלגל אחורה היה שייך לז'אנר המדע הבדיוני. מי לא היה רוצה להיכנס לקפסולה בעלת מכשור מתקדם ולצאת ממנה "כמו חדש"? מסתבר שהעתיד כבר כאן. ניסוי קליני ראשון בעולם מסוגו, שנערך על ידי חוקרים מאוניברסיטת תל אביב ומבית החולים שמיר (אסף הרופא), קובע כי טיפול בתא לחץ של אנשים בריאים בגיל השלישי יכול לעצור את הזדקנות תאי הדם.
לזהות את הגורמים להזדקנות תאי הדם
החוקרים מצאו כי סדרה של טיפולים בפרוטוקול ייחודי של תא לחץ, יכולה להסב לאחור שני תהליכים עיקריים, הידועים כקשורים לתהליך ההזדקנות ולמחלות המאפיינות אותו: התקצרות הטלומרים, שהם אזורי מגן המצויים בשני קצותיו של כל כרומוזום (הכרומוזומים מכילים את החומר הגנטי בגרעין התא), והצטברות תאים זקנים לא מתפקדים בגוף, שנקראים תאי סנסנט Senescent. הניסוי התמקד בתאים הנלקחים בבדיקות דם, תאי מערכת החיסון שלהם יש DNA, ומצא התארכות ניכרת של הטלומרים – עד 38%, לצד ירידה של עד 37% בשיעור הסנסנט.
המחקר נערך בהובלת פרופ' שי אפרתי מהפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר ומבית הספר סגול למדעי המוח, המייסד והמנהל של מרכז סגול לרפואה היפרברית במרכז הרפואי שמיר (אסף הרופא), וד"ר אמיר הדני, מנהל המחקר הרפואי במרכז סגול לרפואה היפרברית ומחקר במרכז הרפואי שמיר (אסף הרופא), והוא התבצע במסגרת תוכנית מחקר ישראלית מקיפה, העוסקת בהזדקנות כמחלה הפיכה הניתנת לטיפול. המאמר פורסם בכתב העת המדעי Aging.
הסבו לאחור את הגלגל
"אנחנו עוסקים כבר שנים רבות במחקר ובטיפול היפרברי, שהוא טיפול בפרוטוקולים ייחודיים של חמצן בלחץ גבוה בתוך תא לחץ עם ריכוזים משתנים", מסביר פרופ' אפרתי. "במהלך הזמן רשמנו הישגים בתחומים שונים, כמו שיפור התפקוד המוחי, שנפגע בשל הגיל או בעקבות פגיעות מוחיות מגורמים כמו שבץ מוחי וחבלות ראש. כעת ביקשנו לבחון את השפעת הטיפול על אנשים בריאים ועצמאיים בגיל המבוגר, ושאלנו: האם טיפול בתא לחץ יכול להאט, לעצור ואולי אף להסב לאחור את תהליך ההזדקנות הנורמלי ברמת התא?"
במסגרת המחקר נחשפו 35 אנשים בריאים מגיל 64 ומעלה לסדרה של 60 טיפולים היפרבריים, למשך 90 יום. החוקרים נטלו מהמשתתפים דגימות דם לפני, במהלך, בסוף ואחרי סדרת הטיפולים, ביצעו אנליזות של מגוון תאי דם ממערכת החיסון (תאים אשר להם יש DNA), והשוו בין הממצאים בארבעת המועדים.
הממצאים העידו כי הטיפולים הצליחו להסב לאחור את תהליך ההזדקנות בשני היבטים מהותיים: הטלומרים שבקצות הכרומוזומים התארכו במקום להתקצר, בשיעור שנע בין 20%-38% בסוגי התאים השונים; שיעור התאים הזקנים הלא מתפקדים, הסנסנט, בתוך כלל אוכלוסיית תאי הדם - ירד משמעותית, ב-11% עד 37% לפי סוג התאים.
מצאו את 'הגביע הקדוש' בתחום
"התקצרות הטלומרים נחשבת כיום ל'גביע הקדוש' של הביולוגיה של ההזדקנות, וחוקרים בכל העולם מנסים לפתח טיפולים תרופתיים וסביבתיים, שיאריכו את הטלומרים. סדרת הטיפולים שלנו הצליחה לעשות זאת, והוכיחה שאכן ניתן להפוך את תהליך ההזדקנות ברמה התאית-מולקולרית", מסכם פרופ' אפרתי.
"עד היום ראינו ששינוי באורח החיים ופעילות גופנית אינטנסיבית יכולים לעכב במידת מה את התקצרות הטלומרים. אך הטיפול ההיפרברי שלנו הצליח, בתוך שלושה חודשים בלבד, להאריך את הטלומרים הרבה מעבר לכל התערבות מוכרת הכרוכה בשינוי באורח החיים", אומר ד"ר הדני ומסכם "המחקר החלוצי שלנו פותח דלת למחקר נוסף על ההשפעה התאית של טיפולים בתא לחץ לאורך זמן, בכל הנוגע להיפוך תהליך ההזדקנות".
מחקר
25.11.2020
סדנאות להפגת מתחים תורמות לחוסן הנפשי של מורים בתקופת הקורונה
מחקר חדש מראה שהמעבר ללמידה בזום העצים את הפגיעה בחוסן הנפשי של המורים. אז מה ניתן לעשות כדי לשפר את המצב?
- רפואה ומדעי החיים
מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב בדק את החוסן הנפשי של מורים לפני ובעיצומו של משבר הקורונה. החוקרים ליוו במשך שנת לימודים שתי קבוצות של מורים במרכז הארץ. הקבוצה הראשונה קיבלה ליווי מקצועי (IBSR - Inquiry-Based Stress Reduction) שכלל סדנאות וכלים לקידום הבריאות האישית, הפגת לחצים ומתחים וחיזוק החוסן המנטלי, וקבוצת הביקורת המשיכה להתנהל "כרגיל" בכיתות ובמהלך הלמידה המקוונת (זום).
המחקר נעשה מנובמבר 2019 ועד מאי 2020, תחילה בצורה פרונטלית, ומאז הסגר הראשון במרץ 2020, באופן מקוון בלבד. בשאלון שחולק למורים טרם תחילת המחקר הראשון, המורים דיווחו על רמות שחיקה גבוהות שנבעו מהתמודדות עם כיתות רבות של תלמידים, מערכת השעות העמוסה וחוסר המשאבים מספקים.
ממצאי המחקר הצביעו על פערים משמעותיים: מצד אחד, קבוצת המורים שהשתתפה בסדנאות דיווחה על עלייה משמעותית בחוסן הנפשי המנטלי וברמת שביעות הרצון מהחיים, שבאה לידי ביטוי גם במהלך משבר נגיף הקורונה. המורים דיווחו במהלך משבר הקורונה על עלייה ביכולת ההתמודדות שלהם, ושיפור ברמת הרווחה הנפשית, שכללה יותר רגשות חיוביים, חיבור לעבודה, תחושת משמעות ותחושת השגיות גבוהה יותר. כמו כן, המורים דיווחו על רמה גבוהה יותר של הקשבה וחיבור לתלמידים ומיצוי יכולתם המקצועית בכיתה.
לעומת זאת, בקבוצת הביקורת, במשך שנת הלימודים בכלל ומאז פרוץ המשבר והמעבר ללמידה מרחוק בפרט, הלכו והתעצמו תחושות התסכול והשחיקה מההוראה, התשישות הגוברת ותחושת הגשמה עצמית נמוכה. המורים בקבוצה זו דיווחו על כך שהם יותר 'גמורים' בסוף יום העבודה, ולעיתים חשו תסכול וחוסר רצון להתחיל את היום העבודה.
את המחקר ערכו ד"ר שחר לב-ארי, ראש החוג לקידום הבריאות בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר באוניברסיטת תל אביב, הסטודנטית למחקר צפנת צדוק מהחוג לקידום הבריאות, ד"ר רונית יעקובוביץ, אתי דבש וקרן זפרני. את הסדנאות העבירה קרן זפרני, מורה במקצועה ומומחית בשיטת IBSR.
סיוע בהפחתת הלחץ והחרדה
"משבר הקורונה הציב בפני המורים אתגרים חדשים שבאופן טבעי מעוררים גם תחושות של לחץ וחרדה," אומר ד"ר שחר לב ארי. "לצד המעבר המהיר ללמידה מקוונת, המורים נאלצו להתמודד גם עם חוסר ודאות והנחיות ונהלים שהשתנו ללא הרף, כשלכך התווסף גם הפחד האישי והחשש להידבק בנגיף הקורונה."
"המחקר שלנו מראה באופן ברור שכאשר שמים דגש על החוסן הנפשי ונותנים למורים כלים שמסייעים להם להתגבר על הלחץ והחרדה, אזי יש עלייה במוטיבציה וברווחה הנפשית. מצד שני, אנו רואים שבמקרים שבהם המורים אינם מקבלים את ההדרכה והמיומנות הנפשית הראויה, אזי התחושות השליליות, שממילא קיימות גם בימי שגרה, הולכות ומתעצמות עד כדי תחושת תשישות גבוהה וחוסר רצון להגיע לעבודה".
ד"ר לב-ארי מוסיף: "מחקרים רבים הראו כבר בעבר שהשחיקה גורמת באופן סמוי לחלות במחלות לב, להפרעות שינה ולפגיעה במערכת החיסונית בקרב עובדי ההוראה הנשחקים, וכתוצאה ישירה מכך לנטישה של מקצוע ההוראה אחרי מספר שנים בלבד. אני מקווה שבעקבות השיפור המשמעותי שנחשף במחקר זה, תאמץ מערכת החינוך את תוכנית ההתערבות על פי המודל המדובר, או מודלים דומים אחרים, ובמיוחד בתקופת משבר הקורונה, שבה נאלצים המורים להתמודד עם לחצים חדשים שעשויים להעצים את תחושות הלחץ, החרדה והתסכול".
מחקר
22.11.2020
מערכת העריכה הגנטית שמחסלת תאים סרטניים
חוקרים באוניברסיטת תל אביב פיתחו מערכת הובלה ננו-מטרית שמנטרלת תאים סרטניים
- רפואה ומדעי החיים
הקריספר (ראשי תיבות של Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), הוא אזור ב-DNA שמורכב מרצפים חוזרניים קצרים, שמכילים גם קטעי דנ"א של בקטריופאג'ים - נגיפים שתוקפים חיידקים, והוא חלק ממנגנון הגנה מפני נגיפים. כעת, חוקרים מאוניברסיטת תל אביב הוכיחו שמערכת הקריספר יעילה מאוד גם בטיפול בסרטן גרורתי. החוקרים פיתחו טכנולוגיה חדישה - מערכת הובלה של ננו-חלקיקים חדשים מבוססי שומן (CRISPR-LNPs), אשר מובילים שליח גנטי (רנ״א שליח) המקודד לאנזים הקריספר Cas9 לתאי מטרה סרטניים – ומנטרלים אותם גנטית.
"מערכת הקריספר, המסוגלת לזהות ולשנות כל מקטע גנטי, יצרה מהפכה ביכולת שלנו לפגוע, לתקן ואפילו להחליף גנים באופן מותאם אישית." מסביר פרופ' פאר, "אבל לעומת השימוש הנרחב בקריספר במחקר, השימוש הקליני עוד נמצא בחיתוליו – שכן נדרשת מערכת הובלה נקודתית ובטוחה שתדע לפגוע אך ורק בתאי המטרה. מערכת ההובלה שפיתחנו מאפשרת לפגוע בדנ"א המאפשר לתאי הסרטן לשרוד. מדובר בטיפול חדשני לסוגי סרטן אגרסיביים, שאין להם טיפול יעיל כיום".
ללא תופעות לוואי או סכנה להתפרצות מחודשת
"זאת העבודה הראשונה בעולם שהוכיחה שאפשר להשתמש במערכת הקריספר לטיפול אפקטיבי בסרטן בחיה שלמה וביעילות גבוהה", אומר פרופ' פאר. "צריך להבין שזאת לא כימותרפיה. אין תופעות לוואי ואין סכנה להתפרצות מחודשת של התא הסרטני שעבר את הטיפול. המספריים המולקולריים של ה-Cas9 חתכו את הדנ"א של התא הסרטני, השביתו אותו והוא כבר לא מסוגל עוד להשתכפל".
המחקר המהפכני בוצע במעבדתו של פרופ' דן פאר, סגן הנשיא למחקר ופיתוח וראש המעבדה לננו-רפואה בבית הספר למחקר ביו-רפואי וחקר הסרטן ע"ש שמוניס, מהמרכז לננו-מדע וננוטכנולוגיה, והמרכז לחקר הביולוגיה של הסרטן באוניברסיטת תל אביב. המחקר נעשה בהובלת ד״ר דניאל רוזנבלום והדוקטורנטית אנה גוטקין, ובסיוע חוקרים נוספים מהמעבדה של פרופ' פאר יחד עם ד״ר דינורה פרידמן-מורבינסקי מביה״ס לביוכימיה, ביופיזיקה ונוירוביולוגיה באוניברסיטת תל אביב, ד"ר צבי כהן, ראש היחידה לנוירוכירורגיה אונקולוגית בבית החולים שיבא, ד״ר מרק בהלקי וצוותו מחברת IDT באיווה, ארה״ב ופרופ׳ ג׳ודי ליברמן מבית החולים לילדים בבוסטון ואוניברסיטת הרווארד. תוצאות המחקר פורץ הדרך, שמומן על ידי הקרן הישראלית לחקר הסרטן (ICRF), מתפרסמות היום בכתב העת היוקרתי Science Advances.
במסגרת המחקר, וכדי לבדוק את היתכנות הטכנולוגיה לטיפול בסרטן, פרופ' פאר וצוותו בחרו בשניים מהגידולים הקטלניים ביותר: סרטן מוח מסוג גליובלסטומה וסרטן שחלות גרורתי.
סרטן השחלות הוא אחת מהסיבות המובילות לתמותה בקרב נשים והסרטן הקטלני ביותר של מערכת הרבייה הנקבית. רוב החולות בסרטן השחלות מאובחנות בשלבים מתקדמים של המחלה, כאשר המחלה כבר שולחת גרורות לכל הגוף. למרות ההתקדמות שנעשתה בשנים האחרונות, רק כשליש מהחולות ישרדו את המחלה הקשה.
גליובלסטומה הוא סרטן המוח האלים ביותר, כאשר רוב החולים ימותו מהמחלה בתוך 15 חודשים מזמן האבחון, ורק 3% יחיו כעבור 5 שנים. החוקרים הוכיחו שבאמצעות טיפול בודד עם ה-CRISPR-LNPs ניתן להכפיל את זמן החיים הממוצע ולשפר בכ-30% את השרידות של עכברי מודל עם גידולי גליובלסטומה. הטיפול ב-CRISPR-LNPs בעכברות מודל של סרטן שחלות גרורתי שיפר ב-80% את שרידותן של העכברות.
פתח לטיפול במחלות נוספות
החוקרים מציינים שהמחקר החדש הוא ההדגמה הראשונה של שימוש במערכת הקריספר לטיפול בשני סרטנים אגרסיביים אלה, אבל הוא פותח הזדמנויות חדשות לטיפול גם בסוגי סרטן נוספים, במחלות גנטיות נדירות ובמחלות ויראליות כרוניות כמו מחלת האיידס. יצויין שטכנולוגיה דומה של mRNA משמשת לחיסוני קורונה על ידי מודרנה ופיזר (ביונטק).
"אנחנו רוצים להמשיך עכשיו לניסויים בסרטני דם, שהם מאוד מעניינים מבחינה גנטית, ובמחלות גנטיות כמו ניוון שרירים על שם דושן", אומר פרופ' פאר. "מן הסתם ייקח עוד זמן להביא את הטיפול החדש גם לבני אדם, אבל אנחנו אופטימיים. כל העולם הזה של תרופות מולקולריות המפעילות רנ"א שליח (שליחים גנטיים) נמצא בשיא פריחתו – וזאת לראייה שמרבית החיסונים לקורונה שעובדים עליהם כרגע מתבססים על העיקרון הזה. כשאנחנו דיברנו על טיפולי רנ"א שליח לפני 12 שנה, חשבו שזה מדע בדיוני. אני מאמין שבעתיד הקרוב נראה הרבה טיפולים מבוססי שליחים גנטיים למחלות גנטיות ולסרטן שבנויים על רפואה מותאמת אישית, ואנחנו כבר פועלים מול חברות וקרנות בינלאומיות באמצעות חברת רמות למסחור הטכנולוגיה של אוניברסיטת תל אביב, כדי להביא את בשורת העריכה הגנומית לבני אדם".
מחקר
11.11.2020
חורקות שיניים בגלל הקורונה
עלייה בתסמינים פיזיים המבטאים מתח וחרדה בתקופת הקורונה, בהם חריקת שיניים וכאבים בשרירי הפנים
- רפואה ומדעי החיים
מחקר חדש של בית הספר לרפואת שיניים בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר של אוניברסיטת תל אביב מצא כי בעקבות המצוקה והחרדה בסגר הראשון, חלה באוכלוסייה הכללית בישראל התגברות משמעותית של כאבים באזור הפנים והלסתות, בהם הידוק לסתות ביום וחריקת שיניים בלילה – תסמינים פיזיים שנובעים לעתים קרובות ממתח וחרדה.
המחקר נערך במהלך הסגר הראשון בהובלת ד"ר אלונה אמודי-פרלמן ופרופ' אילנה אלי מבית הספר לרפואת שיניים באוניברסיטת תל אביב, ובהשתתפות ד"ר ניר עוזיאל וד"ר אפרת גילון. במחקר השתתפו גם חוקרים מאוניברסיטת ורוצלב שבפולין, שבחנו את התגובה לקורונה באוכלוסייה הפולנית. המאמר פורסם בכתב העת Journal of Clinical Medicine באוקטובר 2020.
במסגרת עבודת המחקר שלהן, ד"ר אמודי-פרלמן ופרופ' אלי חוקרות את התחום של כאבי פנים ולסתות, עם דגש על תסמונת TMD - Temporo-Mandibular Disorders – כאבים כרוניים בשרירי הפנים ובמפרקי הלסת, ועל תסמונת הברוקסיזם - חריקה והידוק שיניים ולסתות בשינה ובערות - שעלולה לגרום נזק משמעותי לשיניים ולמפרקי הלסת. תסמונות אלו מושפעות מאוד מגורמים נפשיים כמו מתח וחרדה.
הסובלות העיקריות: נשים בגילאי 55-35
במסגרת זאת, במהלך הסגר הראשון החוקרים החליטו לבצע מחקר באוכלוסייה הכללית, שיבדוק את נוכחות התסמינים ואת החרפתם בעקבות מצב החירום הלאומי והתגברות רמות החרדה בקרב האוכלוסייה. השאלון כלל כ-1,800 משיבים בישראל ובפולין. בהשוואה לנתונים שמקובלים במחקרים שונים שבוצעו בימי שגרה נמצאה עלייה משמעותית בכל התסמינים:
בקרב כלל האוכלוסייה: השכיחות של תסמיני TMD עלתה מכ-35% בעבר ל-47% (עלייה של 12%) בתקופת הקורונה. שכיחותו של הידוק שיניים בשעות היום עלתה מכ-17% ל-32% (עלייה של 15%); וחריקת שיניים בלילה עלתה מכ-10% ל-36% (עלייה של 25%). בסך הכול נרשמה בישראל עלייה של 10%-25% בתסמינים אלה, המשקפים בין השאר מתח נפשי. אצל אנשים שסבלו מתסמינים אלה גם קודם לכן נרשמה עלייה של כ-15% בחומרתם.
החוקרים מצאו מתאם גבוה בין התסמינים לבין מגדר ורמת חרדה: נשים סובלות מהתסמינים הרבה יותר מגברים, ואנשים המצויים בחרדה נוטים לפתח אותם יותר מאלה שרמת החרדה שלהם פחותה.
חלוקת המשיבים לפי גילאים הניבה אף היא תוצאות מעניינות, כאשר קבוצת הגיל האמצעית (55-35) דיווחה על עלייה משמעותית הרבה יותר בתסמינים בהשוואה לקבוצה הצעירה (34-18) ולקבוצה המבוגרת (56 ומעלה). בשורה התחתונה, הקבוצה שסבלה יותר מכל מהתסמינים בימי הקורונה היו נשים בגיל האמצעי: 48% מהן סבלו מהתסמונת. 46% הידקו לסתות בשעות היום, וכ-50% חרקו שיניים בלילה.
בנוסף השוו החוקרים את הממצאים בישראל לתוצאות המחקר בפולין, ומצאו פער עצום: ההסתברות להופעת תסמיני TMD וברוקסיזם אצל המשיבים הפולנים הייתה גדולה בצורה משמעותית מההסתברות אצל הישראלים.
החוקרות ד"ר אמודי פרלמן ופרופ' אלי מסכמות: "המחקר שלנו, שנערך בתקופת הסגר הראשון, מצא עלייה משמעותית בתסמונות המוכרות של כאבים בפנים ובלסתות, הידוק וחריקת שיניים, שיכולות להוות ביטוי לחרדה ומצוקה נפשית. מצאנו שנשים מועדות יותר מגברים לסבול מהתסמינים, וכי גילאי 55-35 סבלו מהם יותר מהאוכלוסייה הצעירה (34-18) והמבוגרת (56 ומעלה). אנחנו סבורים כי הממצאים משקפים היטב את מצוקתם של בני דור הביניים, שהיו סגורים בבתיהם עם ילדים קטנים, ללא הסיוע הרגיל של סבים וסבתות, ובמקביל גם דאגו להוריהם המבוגרים, והתמודדו עם דאגות כלכליות ו/או עבודה מהבית בתנאים מורכבים".
מחקר
03.11.2020
הפיזיקה המפתיעה של תאי שבלול האוזן
חוקרים מצאו כי התפתחות מערך תאי השערה באוזן הפנימית דומה לתהליך הפיזיקלי של אטומים היוצרים גביש
- רפואה ומדעי החיים
האוזן של יונק מורכבת משלושה חלקים: האוזן החיצונית, התיכונה והפנימית. בתוך האוזן הפנימית נמצא השבלול, מבנה ספיראלי שלאורכו משובצים תאי שערה - תאים שעליהם שערות זעירות, המשמשות כחיישנים לגלי הקול המגיעים לאוזן. בתגובה לגלי הקול, השערות מתנודדות ומעבירות אותות חשמליים למוח, וכך אנו שומעים.
"תאי השערה מסודרים לאורך השבלול בצורה ייחודית: ארבע שורות מסודרות של תאי שערה ותאים תומכים לסירוגין. הסדר הקפדני הזה חשוב מכיוון שאזורים שונים לאורך השבלול אחראים לזיהוי צלילים שונים." מסביר פרופ' דוד שפרינצק מהפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז. "מערך כה מאורגן הוא יוצא דופן בגוף, ולמעשה זוהי הרקמה המסודרת ביותר בגופו של יונק. אנחנו חיפשנו את המנגנון שגורם לתאי השערה להסתדר בצורה זו במהלך ההתפתחות העוברית. לשם כך ערכנו מחקר רב-תחומי, ששילב בתוכו שני פיתוחים חדשניים: טכנולוגיית דימות חדשה וסימולציה באמצעות מודל מתמטי-פיזיקלי."
המחקר, בהובלת פרופ' שפרינצק, מומחה לביולוגיה התפתחותית מבית הספר לנוירוביולוגיה, ביוכימיה וביופיזיקה, חשף לראשונה מנגנון פיזיקלי המעורב בהתפתחות האוזן הפנימית בעוברים של יונקים. "זו הפעם הראשונה שהתגלה תהליך התפתחות ביולוגי, שמונע על ידי כוחות מכניים ודומה מאוד לתהליך פיזיקלי ידוע: התארגנות תאי השערה באוזן הפנימית דומה להתארגנות של אטומים היוצרים גביש. מדובר בממצא מהפכני שמשנה תפיסות יסוד בעולם הביולוגיה ההתפתחותית." אומר פרופ' שפרינצק.
במחקר הרב-תחומי השתתפו רועי כהן וליאת אמיר-זילברשטיין ממעבדתו של פרופ' שפרינצק, פרופ' קרן אברהם מבית הספר לרפואה ע"ש סאקלר וחוקרים נוספים מהפקולטה למדעים מדויקים ומבית הספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב. כמו כן השתתפו חוקרים משווייץ, מיפן ומדרום אפריקה. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Nature Communications באוקטובר 2020.
עושים סדר
כדי לעקוב אחר התפתחות מערך תאי השערה בעובר, ניתחו החוקרים עוברי עכברים בשלבים שונים של ההיריון. בעוברים הצעירים ביותר נמצאה שכבת תאים לא מסודרת וגם בלתי ממוינת – תאים ראשוניים שתפקידם עוד לא הוגדר. בהדרגה מתחילים התאים להתמיין לתאי שערה ותאים תומכים, ובהמשך הם מתארגנים, עד שנוצר המבנה הסופי והמסודר של תאי השערה בשבלול.
"עד היום, רוב המחקרים על התפתחות תאי השערה התמקדו בתהליכי ההתמיינות של התאים, שנשלטים על ידי תקשורת בין-תאית. אנחנו סברנו שלא די בכך, וביקשנו לבחון את השלב שלאחר ההתמיינות: איך התאים מתארגנים במרחב ויוצרים מבנה מסודר." מסביר פרופ' שפרינצק. לצורך זה פיתחו החוקרים טכנולוגיית דימות חדשה המסתמכת על תצפית במיקרוסקופ קונפוקלי, ומאפשרת מעקב רציף בתלת-מימד, 24 שעות ביממה, אחר התפתחות הרקמה – תהליך שנמשך ימים ספורים בעוברי עכברים. שיטת הדימות הייחודית אפשרה מעקב אחר התפתחות האוזן הפנימית ויצירת סרטונים של התהליך.
"זו הפעם הראשונה שהתהליך נצפה ברציפות וברזולוציה גבוהה. צפינו ברקמה שכבר התמיינה לתאי שערה ותאים תומכים, אך עדיין נותרה 'מבולגנת' – כלומר עוד לא התארגנה למערך מסודר. באמצעות השיטה שלנו ראינו שברקמה מתרחש תהליך פיזיקלי המכונה 'תהליך גזירה': תאים שכנים, המכונים 'תאי הנסן', נעים לכיוון אחד ומפעילים על תאי השערה כוחות גזירה - כוחות מכניים הפועלים במקביל לשכבת התאים. תהליך זה דוחס את הרקמה, גורם לשחלופים דינמיים בין תאי שערה ותאים תומכים, ובסופו של דבר מוביל להתארגנות התאים במערך מסודר.
כוחות פיזיקליים של גזירה ודחיסה מסדרים את התאים עד ליצירת מבנה השבלול
בשלב הבא הסתמכו החוקרים על ממצאיהם כדי ליצור סימולציה ממוחשבת - מודל מתמטי-פיזיקלי של התהליך. המודל העלה כי על תאי השערה בשלב ההתארגנות פועלים שני כוחות מכניים עיקריים: כוחות גזירה, הגורמים לדחיסה ולתזוזה של תאי השערה בתוך הרקמה, וכוחות דחייה בין תאי השערה, שמונעים מהם להתקרב יותר מדי זה לזה. "הופתענו לגלות שתהליך ההתארגנות של תאי השערה בשבלול דומה מאוד לתהליך פיזיקלי מוכר: התארגנות של אטומים במהלך יצירת גביש." אומר פרופ' שפרינצק. "כמו שאטומים יוצרים גביש מסודר כאשר מופעלים עליהם כוחות חיצוניים, כך גם תאי השערה והתאים התומכים מתארגנים לתבנית מסודרת בתגובה לכוחות מכניים המופעלים עליהם. מדובר בתפיסה חדשה לחלוטין בתחום הביולוגיה ההתפתחותית. התובנות שעולות מהמחקר שלנו מאירות כיוון חדש עבור מחקרים עתידיים, גם בנוגע לתהליכי ההתפתחות של איברים אחרים."
פרופ' שפרינצק מוסיף כי לממצאי המחקר יש גם משמעות רפואית: "תאי השערה נוצרים פעם אחת בעובר ואינם מתחדשים במהלך החיים. במקרים רבים, תופעות של ירידה בשמיעה ואף חירשות נובעות ממוות של תאי שערה באוזן הפנימית. בשנים האחרונות נעשים מאמצים רבים לאפשר תהליכי התחדשות של תאי שערה, במטרה לשפר את יכולת השמיעה של חירשים. המחקר שלנו עשוי לתרום תרומה חשובה להבנת התהליך לקראת יצירת התחדשות זו."
מחקר
29.10.2020
אם הקירות היו יכולים לדבר
אם עטלפים יכולים לשמוע ולזהות מכשולים, מדוע הם בכל זאת מתנגשים לפעמים בקירות?
- רפואה ומדעי החיים
חוקרים מאוניברסיטת תל אביב ערכו ניסוי, שבמסגרתו שחררו עטלפים במסדרון, שהיה חסום על ידי עצמים בגודל שונה ומחומרים שונים. להפתעת החוקרים, העטלפים התנגשו בקירות גדולים עשויי ספוג (שעוצמת ההד שלהם חלשה) כאילו לא היו קיימים.
מתוך התנהגותם של העטלפים היה ניתן להבין כי הם עשו זאת למרות שזיהו את הקיר באמצעות מערכת הסונר הקולית שלהם, מה שהצביע על כך שההתנגשות אינה תוצאה של מגבלה חושית, אלא בעיה בתפיסה האקוסטית. ההשערה היא שהשילוב של עצם גדול (קיר) ועוצמת הד חלשה משבש את התפיסה החושית של העטלפים וגורם להם להתעלם מהמכשול (בדומה לאנשים שמתנגשים בקירות שקופים).
את המחקר הובילה סטודנטית לדוקטורט סשה דנילוביץ' ביחד עם פרופ' יוסי יובל, ד"ר אריאן בונמן, והסטודנטים גל שלב ואיה גולדשטיין מהמעבדה לתפיסה חושית וקוגניציה בביה"ס לזואולוגיה ובביה"ס סגול למדעי המוח. המחקר התפרסם בכתב העת היוקרתי PNAS.
בהמשך הניסוי החוקרים שינו באופן שיטתי את הממדים של העצמים מחזירי ההד בתוך המסדרון מבחינת הגודל, המרקם ועוצמת ההד, והגיעו למסקנה כי התפיסה האקוסטית של העטלפים תלויה בקשר קוהרנטי ואופייני של הממדים לעצמים בטבע. למשל, עצם גדול – עוצמת הד גבוהה, עצם קטן – עוצמת הד חלשה.
"עטלפים הם אלופי התפיסה האקוסטית. הם מסוגלים לאתר עצמים מאוד קטנים, כמו למשל יתושים, באמצעות גל קול", מסביר פרופ' יובל. "באמצעות אקולוקציה (איכוני הד) הם יכולים לחשב את המיקום התלת-מימדי של עצם קטן כגדול וגם לגבש תפיסה של צורתו, גודלו ומרקמו. לשם כך, מוחם של העטלפים מעבד מימדים אקוסטיים שונים מההדים המוחזרים מהעצם (למשל ספקטרום תדרים ועוצמה). תפיסה זו נשענת על שילוב מימדים רבים ע"י מספר חושים, למשל צבע וצורה".
בנוסף, גילו החוקרים כי תפיסה זו אצל עטלפים אינה מולדת. כשחזרו על הניסוי עם עטלפים צעירים גילו כי הם אינם מתנגשים בקירות. החוקרים גם גילו שעטלפים בוגרים יכולים ללמוד במהירות את הקשרים החדשים בין המימדים.
"בכך שהצבנו בפני העטלפים עצמים שמידותיהם האקוסטיות אינן קוהרנטיות, הצלחנו לגרום אצלם לתפיסה מוטעית, שגרמה להם לנסות שוב ושוב לעוף דרך קיר, למרות שזיהו אותו ע"י הסונר. הניסוי מאפשר הצצה לתוך תפיסת העולם של היצורים האלה שעולמם החושי כל כך ייחודי ושונה משלנו", מסכמת סשה דנילוביץ'.
