Νέο εργαλείο για τη δημιουργία τριχοθυλακίων στο αυτί που χάνονται λόγω γήρανσης ή θορύβου

«Ξεπεράσαμε ένα μεγάλο εμπόδιο» για να αποκαταστήσουμε την ακοή, λένε οι ερευνητές.

• Η γενετική ανακάλυψη επιτρέπει την παραγωγή τριχοειδών κυττάρων του εσωτερικού ή του εξωτερικού αυτιού
• Ο θάνατος των εξωτερικών τριχωτών κυττάρων λόγω γήρανσης ή θορύβου προκαλεί τις περισσότερες περιπτώσεις απώλειας ακοής
• Ένας κύριος διακόπτης γονιδίου ενεργοποιεί την ανάπτυξη των τριχοειδών κυττάρων του αυτιού

Η απώλεια ακοής που προκαλείται από τη γήρανση, τον θόρυβο, ορισμένα αντικαρκινικά φάρμακα και αντιβιοτικά έχει γίνει μη αναστρέψιμη επειδή οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν να επαναπρογραμματίσουν τα υπάρχοντα κύτταρα ώστε να εξελιχθούν σε εξωτερικά και εσωτερικά αισθητήρια κύτταρα – απαραίτητα για την ακοή – αφού πεθάνουν.

Οι επιστήμονες της Northwestern Medicine ανακάλυψαν ένα μοναδικό γονίδιο κλειδί που προγραμματίζει τα τριχωτά κύτταρα του αυτιού σε εξωτερικά ή εσωτερικά κύτταρα, ξεπερνώντας ένα σημαντικό εμπόδιο που προηγουμένως εμπόδιζε αυτά τα κύτταρα να αναπτυχθούν για να αποκαταστήσουν την ακοή, σύμφωνα με νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε σήμερα (4 Μαΐου 2022) στο περιοδικό Επιστήμη. ιδιοσυγκρασία φύση.

«Η ανακάλυψή μας μας δίνει τον πρώτο καθαρό κυτταρικό διακόπτη για να δημιουργήσουμε ένα είδος έναντι του άλλου», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Jaime García-Añoveros, PhD, καθηγητής αναισθησιολογίας και νευροεπιστήμης στο τμήμα Νευρολογίας Kane and Ruth Dave. “Θα παρέχει ένα εργαλείο που δεν ήταν διαθέσιμο προηγουμένως για τη δημιουργία ενός εσωτερικού ή εξωτερικού τριχωτού κυττάρου. Έχουμε ξεπεράσει ένα σημαντικό εμπόδιο.”

Περίπου το 8,5% των ενηλίκων ηλικίας 55 έως 64 ετών στις Ηνωμένες Πολιτείες έχουν απώλεια ακοής με αναπηρία. Αυτό ανέρχεται σχεδόν στο 25% των ατόμων ηλικίας 65-74 ετών και στο 50% των ατόμων ηλικίας 75 ετών και άνω, Αναφορές Κέντρα Ελέγχου Νοσημάτων (CDC).

Επί του παρόντος, οι επιστήμονες μπορούν να παράγουν ένα τεχνητό τριχωτό κύτταρο, αλλά δεν διαφοροποιείται σε ενδογενές ή εξωγενές κύτταρο, καθένα από τα οποία παρέχει διαφορετικές βασικές λειτουργίες για την παραγωγή ακοής. Αυτή η ανακάλυψη είναι ένα σημαντικό βήμα προς την ανάπτυξη αυτών των συγκεκριμένων κυττάρων.

«Είναι σαν μπαλέτο» όπου τα κελιά λυγίζουν και πηδούν

Ο θάνατος των εξωτερικών τριχωτών κυττάρων που παράγονται από τον κοχλία είναι συχνά η αιτία κώφωσης και απώλειας ακοής. Τα κύτταρα στο έμβρυο αναπτύσσονται και δεν πολλαπλασιάζονται. Τα εξωτερικά τριχωτά κύτταρα διαστέλλονται και συστέλλονται ως απόκριση στην πίεση από τα ηχητικά κύματα και την ενίσχυση του ήχου των εσωτερικών τριχωτών κυττάρων. Τα εσωτερικά κύτταρα μεταδίδουν αυτές τις δονήσεις στους νευρώνες για να δημιουργήσουν τους ήχους που ακούμε.

Jaime García Anovros, PhD, καθηγητής αναισθησιολογίας, νευροεπιστήμης και νευροεπιστήμης και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο Nature. Πίστωση: Northwestern University

«Είναι σαν χορός μπαλέτου», λέει με δέος ο Γκαρσία καθώς περιγράφει τη συντονισμένη κίνηση των εσωτερικών και εξωτερικών κυττάρων. “Το αυτί είναι ένα όμορφο όργανο. Δεν υπάρχει άλλο όργανο στα θηλαστικά όπου τα κύτταρα είναι τοποθετημένα με τόση ακρίβεια. (Εννοώ, με μικρομετρική ακρίβεια). Διαφορετικά, η ακοή δεν θα υπήρχε.”

Οι σημαντικότεροι επιστήμονες γενετικής μετάλλαξης του Πανεπιστημίου Northwestern ανακάλυψαν ότι τα προγράμματα για τα κύτταρα τρίχας του αυτιού είναι TBX 2. Όταν το γονίδιο εκφράζεται, το κύτταρο γίνεται ένα εσωτερικό τριχωτό κύτταρο. Όταν το γονίδιο μπλοκάρεται, το κύτταρο γίνεται εξωτερικό τριχωτό κύτταρο. Η δυνατότητα παραγωγής ενός από αυτά τα κύτταρα θα απαιτούσε ένα γενετικό μείγμα, είπε ο García-Añoveros. ο ATOH1 Και GF1 Τα γονίδια είναι απαραίτητα για να δημιουργηθεί ένα κοχλιακό τριχωτό κύτταρο από ένα μη τριχωτό κύτταρο. Τότε TBX 2 Θα ενεργοποιηθεί ή θα απενεργοποιηθεί για να παραχθεί το απαιτούμενο εσωτερικό ή εξωτερικό στοιχείο.

Ο στόχος θα ήταν ο επαναπρογραμματισμός των υποστηρικτικών κυττάρων, τα οποία είναι διασυνδεδεμένα μεταξύ των τριχωτών κυττάρων και παρέχουν δομική υποστήριξη, είτε στα εξωτερικά είτε στα εσωτερικά τριχωτά κύτταρα.

«Τώρα μπορούμε να καταλάβουμε πώς να φτιάξουμε συγκεκριμένα ενδογενή ή εξωγενή τριχωτά κύτταρα και να προσδιορίσουμε γιατί αυτά τα τριχωτά κύτταρα πεθαίνουν και εκκωφανούν», δήλωσε ο Garcia-Anovirus. Τόνισε ότι η έρευνα αυτή βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό στάδιο.

Αναφορά: «Το Tbx2 είναι ένας βασικός ρυθμιστής της διαφοροποίησης των ενδογενών έναντι των εξωγενών τριχοκυττάρων» Από τους Jaime Garcia-Anovirus, John C Clancy, Chuan Zhi Fu, Ignacio García Gómez, Yingjie Zhou, Kazuaki Homma, Mary Ann Cheetham και Ann Dugan, 4 Μαΐου, 2022, ιδιοσυγκρασία φύση.
DOI: 10.1038 / s41586-022-04668-3

Άλλοι συγγραφείς στο Northwestern περιλαμβάνουν τη συν-επικεφαλή συγγραφέα Anne Duggan, PhD, αναπληρώτρια καθηγήτρια αναισθησιολογίας. John C. Clancy, Ερευνητικός Τεχνικός στο εργαστήριο García Anovirus and Dugan. Chuan Zhi Foo, μεταπτυχιακός φοιτητής στο Driskill Graduate Program in Life Sciences (DGP). Ignacio García Gómez, Ph.D., Επίκουρος Καθηγητής Αναισθησιολογίας. Wenjie Zhou, Ph.D., ερευνητικός βοηθός καθηγητής νευρολογίας. Kazuaki Homa, Ph.D., Επίκουρος Καθηγητής Ωτορινολαρυγγολογίας – Χειρουργικής Κεφαλής και Τραχήλου. και Mary Ann Cheetham, Ph.D., Ερευνήτρια Καθηγήτρια Επικοινωνιών στο Weinberg College of Arts and Sciences.

Η μελέτη χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ινστιτούτο Κώφωσης και Άλλων Διαταραχών Επικοινωνίας με επιχορηγήσεις R01 DC015903 και R01 DC019834.