Исследователи из Медицинской школы Университета Мэриленда (UMSOM) провели исследование, в ходе которого была определена роль важного белка в развитии волосковых клеток. Эти волосковые клетки жизненно важны для слуха. Некоторые из этих клеток усиливают звуки, поступающие в ухо, а другие преобразуют звуковые волны в электрические сигналы, которые передаются в мозг. Ронна Герцано, MD, Ph.D., Доцент отделения оториноларингологии хирургии головы и шеи UMSOM и Мэгги Матерн, Ph.D., научный сотрудник Стэнфордского университета продемонстрировал, что белок, называемый GFI1, может иметь решающее значение для определения того, созревает ли эмбриональная волосковая клетка в функциональную взрослую волосковую клетку или становится другой клеткой, которая функционирует больше как нервная клетка или нейрон.
Исследование было опубликовано в журнале Development и проводилось учеными-медиками и исследователями из отделения оториноларингологии хирургии головы и шеи UMSOM и Института геномных наук (IGS) UMSOM в сотрудничестве с исследователями из Медицинской школы Саклера в г. Тель-Авивский университет в Израиле.
Слух зависит от правильного функционирования специализированных клеток внутреннего уха, называемых волосковыми клетками. Когда волосковые клетки не развиваются должным образом или повреждаются стрессами окружающей среды, такими как громкий шум, это приводит к потере слуха.
В Соединенных Штатах распространенность потери слуха удваивается с каждым 10-летним увеличением возраста, затрагивая около половины всех взрослых в возрасте 70 лет и около 80 процентов тех, кто старше 85 лет. Исследователи сосредоточились на описании этапов развития, которые приводят к функциональной волосковой клетке, чтобы потенциально генерировать новые волосковые клетки при повреждении старых.
Волосковые клетки внутреннего уха
Чтобы провести свое последнее исследование, д-р. Герцано и ее команда использовали передовые методы для изучения экспрессии генов в волосковых клетках генетически модифицированных новорожденных мышей, не продуцирующих GFI1. Они продемонстрировали, что в отсутствие этого жизненно важного белка эмбриональные волосковые клетки не могли развиваться и становиться полностью функциональными взрослыми клетками. Фактически, гены, экспрессируемые этими клетками, указывают на то, что они, вероятно, разовьются в нейроноподобные клетки.
"Наши результаты объясняют, почему GFI1 имеет решающее значение для развития эмбриональных клеток в функционирующие взрослые волосковые клетки," сказал доктор. Герцано. "Эти данные также объясняют важность GFI1 в экспериментальных протоколах регенерации волосковых клеток из стволовых клеток. Эти регенеративные методы потенциально могут быть использованы для пациентов, которые потеряли слух из-за возраста или факторов окружающей среды, таких как воздействие громкого шума."
Доктор. Герцано впервые заинтересовалась GFI1 во время завершения M.D., Ph.D. в Тель-Авивском университете. В рамках своей диссертации она обнаружила, что потеря слуха в результате мутаций в другом белке, называемом POU4F3, по-видимому, в значительной степени является результатом потери GFI1 в волосковых клетках. С тех пор она проводила исследования, чтобы обнаружить роль GFI1 и других белков в слухе. Другие исследовательские группы в этой области сейчас тестируют эти белки, чтобы определить, можно ли их использовать в качестве "коктейль" для восстановления потерянных волосковых клеток и восстановления слуха.
"Исследования слуха переживают период Возрождения не только благодаря достижениям в области геномики и методологии, но и благодаря уникальному характеру сотрудничества между исследователями," сказал доктор. Герцано.
Новое исследование финансировалось Национальным институтом глухоты и других коммуникативных расстройств (NIDCD), который является частью Национальных институтов здравоохранения (NIH). Он также был профинансирован Binational Scientific Foundation (BSF).
"Это захватывающее новое открытие, которое подчеркивает важность фундаментальных исследований для создания основы для будущих клинических инноваций," сказал E. Альберт Рис, MD, Ph.D., MBA, исполнительный вице-президент по медицинским вопросам, UM Baltimore и John Z. и Акико К. Заслуженный профессор и декан Медицинского факультета Мэрилендского университета Бауэрса. "Выявление сложных путей, ведущих к нормальному слуху, может оказаться ключом к обращению вспять потери слуха у миллионов американцев."