Нов инструмент за създаване на ушни космени клетки, загубени поради стареене или шум

„Преодоляхме голямо препятствие“, за да възстановим слуха, казват разследващите.

• Генетичното откритие позволява производството на клетки от вътрешно или външно ухо
• Смъртта на външните космени клетки поради стареене или шум причинява повечето случаи на загуба на слуха
• Главният генен превключвател включва растежа на ушните космени клетки

Загубата на слуха, причинена от стареене, шум, някои лекарства за рак и антибиотици, е станала необратима, тъй като учените не са успели да препрограмират съществуващите клетки, за да се развият във външни и вътрешни сензорни клетки – от съществено значение за слуха – след като са починали.

Учените от Northwestern Medicine са открили един ключов ген, който програмира клетките на ушните косми във външни или вътрешни клетки, преодолявайки основна пречка, която преди това не позволяваше на тези клетки да се развият, за да възстановят слуха, според ново изследване, публикувано днес (4 май 2022 г.) в списанието наука. темпераментна природа.

„Нашето откритие ни дава първия ясен клетъчен превключвател, за да направим един вид срещу другия“, каза водещият автор на изследването Хайме Гарсия-Ановерос, доктор по философия, професор по анестезиология и невронаука в катедрата по неврология на Кейн и Рут Дейв. „Той ще осигури недостъпен досега инструмент за създаване на вътрешна или външна космена клетка. Преодоляхме голямо препятствие.“

Около 8,5% от възрастните на възраст от 55 до 64 години в Съединените щати имат инвалидизираща загуба на слуха. Това нараства до близо 25% от тези на възраст 65-74 години и 50% от тези на възраст 75 и повече години, Доклади Центрове за контрол на заболяванията (CDC).

Понастоящем учените могат да произвеждат изкуствена космена клетка, но тя не се диференцира в ендогенна или екзогенна клетка, всяка от които осигурява различни основни функции за производството на слуха. Това откритие е голяма стъпка към развитието на тези специфични клетки.

„Това е като балет“, където клетките се огъват и скачат

Смъртта на външните космени клетки, направени от кохлеята, често е причина за глухота и загуба на слуха. Клетките в плода се развиват и не се размножават. Външните космени клетки се разширяват и свиват в отговор на натиска от звукови вълни и усилването на звука на вътрешните космени клетки. Вътрешните клетки предават тези вибрации на невроните, за да създадат звуците, които чуваме.

Хайме Гарсия Ановрос, д-р, професор по анестезиология, невронаука и невронаука и водещ автор на изследването, публикувано в Nature. Кредит: Северозападен университет

„Това е като балетен танц“, казва Гарсия със страхопочитание, докато описва координираното движение на вътрешните и външните клетки. „Ухото е красив орган. Няма друг орган при бозайниците, където клетките да са толкова прецизно разположени. (Имам предвид, с микрометрична точност). В противен случай не би се появил слух.“

Основните учени по генетични мутации от Северозападния университет откриха, че програмите за клетки от ушни косми са TBX 2. Когато генът се експресира, клетката се превръща във вътрешна космена клетка. Когато генът е блокиран, клетката се превръща във външна космена клетка. Възможността да се произведе една от тези клетки ще изисква генетичен микс, каза Гарсия-Аньоверос. В ATOH1 И GF1 Гените са необходими, за да се направи кохлеарна космена клетка от клетка без косъм. Тогава TBX 2 Той ще бъде включен или изключен, за да произведе необходимата вътрешна или външна клетка.

Целта би била да се препрограмират поддържащите клетки, които са взаимосвързани между космените клетки и осигуряват структурна подкрепа, във външните или вътрешните космени клетки.

„Сега можем да разберем как конкретно да направим ендогенни или екзогенни космени клетки и да определим защо тези космени клетки умират и оглушват“, каза Гарсия-Ановирус. Той подчерта, че това изследване все още е в експериментална фаза.

Справка: „Tbx2 е ключов регулатор на ендогенната спрямо екзогенната диференциация на космените клетки“ От Jaime Garcia-Anovirus, John C Clancy, Chuan Zhi Fu, Ignacio García Gómez, Yingjie Zhou, Kazuaki Homma, Mary Ann Cheetham и Ann Dugan, 4 май 2022 г., темпераментна природа.
DOI: 10.1038 / s41586-022-04668-3

Други автори в Northwestern включват съ-водещия автор Ан Дъгън, доктор по философия, доцент по анестезиология. Джон К. Кланси, техник-изследовател в лабораторията на García Anovirus and Dugan; Chuan Zhi Foo, аспирант в Driskill Graduate Program in Life Sciences (DGP); Игнасио Гарсия Гомес, д-р, асистент по анестезиология; Wenjie Zhou, Ph.D., научен асистент по неврология; Казуаки Хома, д-р, асистент по отоларингология – хирургия на главата и шията; и Мери Ан Читъм, д-р, професор по комуникации в Weinberg College of Arts and Sciences.

Проучването е финансирано от Националния институт по глухота и други комуникационни разстройства с грантове R01 DC015903 и R01 DC019834.