Потеря слуха часто вызвана разрушением волосковых клеток, которые передают звуковую информацию в центральную нервную систему. В отличие от низших позвоночных, таких как рыбы и птицы, млекопитающие не могут регенерировать эти клетки, поскольку их способность к дифференцировке ограничена эмбриональным периодом. Однако исследователи выявили «спящий» ген, который при стимулировании в контролируемой среде может вызвать дифференциацию вспомогательных клеток улитки у мышей.
Исследователи обнаружили, что этот ген активирует биомолекулярный путь, который способствует пролиферации кохлеарных стволовых клеток путем производства белка под названием SPP1. Теперь исследователи надеются найти подходящие условия для дифференциации стволовых клеток в волосковые клетки.
«Из нашей предыдущей работы мы знаем, что экспрессия гена активного роста, называемого ERBB2, способна активировать рост новых волосковых клеток у млекопитающих», — объясняет Патриция Уайт, профессор неврологии и отоларингологии Медицинского центра Рочестерского университета и один из ведущих авторов нового исследования.
В ходе исследования ученые провели секвенирование РНК одной клетки у мышей, чтобы выяснить, как ген ERBB2 может запустить регенерацию волосяных клеток. Секвенированные клетки были получены от мышей, у которых ген был интенсивно стимулирован. Эти клетки сравнивали с клетками другой группы мышей, генетически модифицированных для отсутствия этого гена.
Исследователи обнаружили, что ген способствует пролиферации стволовых клеток улитки, вызывая экспрессию белка под названием SPP1. Этот белок активирует рецепторы CD44, которые присутствуют на кохлеарных опорных клетках. Затем эта активация запускает митотический процесс в этих опорных клетках, которые должны прекратить пролиферацию на стадии зародыша. Теперь стало возможным производить волосковые клетки из клеток-предшественников. Но эти новые клетки также должны быть способны дифференцироваться на внутренние и наружные волосковые клетки.
«Это открытие ясно показало, что регенерация не ограничивается только ранними стадиями развития», — отмечает Уайт. В предыдущих исследованиях ученые обнаружили, что у млекопитающих незрелые (и постнатальные) опорные клетки также могут дифференцироваться в волосковые клетки, если их изолировать в определенных условиях культуры. Зрелые опорные клетки также могут дифференцироваться в волосковые клетки при стимуляции определенных генов-предшественников.
Ученые надеются, что это открытие приведет к появлению новых методов лечения потери слуха у млекопитающих, включая человека. «Новое исследование рассказывает нам, как происходит эта активация», — говорит Уайт, ссылаясь на свое недавнее исследование, опубликованное в журнале Frontiers. Однако исследователям еще предстоит выяснить, при каких условиях эти вспомогательные клетки могут дифференцироваться в волосковые клетки.
Напомним, что обработка звуковых колебаний в улитке, расположенной во внутреннем ухе, осуществляется двумя группами волосковых клеток. Наружные волосковые клетки принимают звуковые волны и преобразуют их в электрические сигналы. Затем внутренние волосковые клетки интегрируют эти сигналы и передают их в центральную нервную систему по слуховому нерву.
Следующим шагом исследователей будет повторение эксперимента на взрослых млекопитающих с поврежденным слухом, чтобы узнать, действительно ли этот ген может обратить вспять потерю слуха. Результаты исследования могут проложить путь к новым методам лечения потери слуха у млекопитающих.
Источник: New-Science.ru https://new-science.ru/otkrytie-gena-sposobnogo-obratit-vspyat-poterju-sluha/