Новое открытие поможет приблизить ученых к разработке методов лечения, которые восстанавливают недостающие клетки при потери слуха. В новом исследовании, опубликованном в научном журнале Nature Communications, ученые сообщают о новой стратегии, стимулирующей деление клеток в зрелом внутреннем ухе.
Актуальность проблемы
По данным авторов исследования, потеря слуха – одна из наиболее распространенных форм сенсорного дефицита у людей, от которой страдают миллионы людей. Клетки внутреннего уха человека и других млекопитающих не способны делиться или регенерировать; следовательно, повреждение внутреннего уха, в частности волосковых клеток, приводит к постоянной потере слуха. Волосковые клетки – это специализированные клетки внутреннего уха, отвечающие за преобразование вызванных звуком механических колебаний в электрические сигналы, которые затем передаются в мозг. Ряд генетических факторов и факторов окружающей среды, в том числе чрезмерное воздействие громких звуков и старение, разрушают эти ключевые клетки в слуховой системе. В настоящее время нет лекарственных препаратов от тугоухости.
Материалы и методы обследования
В новом исследовании ученые использовали метод перепрограммирования, активируя 2 молекулярных сигнала, Myc и Notch, в ухе взрослого человека.
Результаты научной работы
С помощью этой стратегии ученые смогли перепрограммировать клетки внутреннего уха для пролиферации и регенерации клеток, похожих на волосковые клетки уха взрослых мышей. Это первое в своем роде исследование, подтверждающее концепцию, может обеспечить подход к регенерации сенсорных волосковых клеток и других важных типов клеток внутреннего уха у людей с потерей слуха.
«Это исследование является первым, в котором обнаружено, что путем перепрограммирования зрелые клетки внутреннего уха млекопитающих могут перепрограммироваться в волосковые клетки, которые необходимы для слуха», – комментирует автор исследования Чжэн-И Чен (Zheng-Yi Chen), научный сотрудник Массачусетского центра офтальмологии и отоларингологии (Massachusetts Eye and Ear Infirmary).
«Эти результаты возобновленной пролиферации и генерации волосковых клеток в полностью зрелом внутреннем ухе закладывают основу для применения перепрограммирования и регенерации волосковых клеток».
Тугоухость может быть вызвана потерей различных типов клеток внутреннего уха. Способность оставшихся клеток делиться и заново заселять ухо является одним из способов восстановления слуха.
Предыдущие исследования показали, что во внутреннем ухе новорожденных мышей можно стимулировать деление и регенерацию волосковых клеток после повреждения. Однако в ухе взрослых способность клеток к делению теряется, а регенерация волосковых клеток не происходит. У человека даже внутреннее ухо новорожденного полностью зрелое. Как утверждают ученые, для разработки новых методов лечения потери слуха важно продемонстрировать, что деление клеток и регенерация волосковых клеток могут быть достигнуты во внутреннем ухе зрелого млекопитающего.
Ученые обнаружили, что зрелые клетки внутреннего уха могут вызывать деление. Важно отметить, что некоторые из новых клеток развили характеристики волосковых клеток, в том числе наличие каналов трансдукции, которые выполняют механическое преобразование в электрическое, и способность образовывать связи со слуховыми нейронами, которые важны для слуха.
«Наша работа показала, что перепрограммирование достигается путем повторной активации ранних генов развития внутреннего уха, так что зрелое внутреннее ухо восстанавливает неонатальные свойства, что позволяет им заново делиться и регенерировать», – объясняет Чен.
«Наиболее значимым аспектом настоящего исследования является тот факт, что полностью зрелое внутреннее ухо млекопитающего все еще сохраняет способность делиться и регенерировать, если оно достаточно перепрограммировано, что устраняет фундаментальный барьер, препятствующий регенерации внутреннего уха и необходимый для восстановления слуха», – уточняет Чен.
«Мы надеемся, что наши исследования послужат моделью для регенерации других тканей с похожими свойствами, такие как сетчатка и центральная нервная система», – заключает Чен.
Авторы другого исследования утверждают, что слуховые галлюцинации у людей с шизофренией проявляются в детстве.
