Objav bielkovín by mohol viesť k novej liečbe straty sluchu

Nová genetická štúdia na myšiach identifikovala dva proteíny, ktoré pomáhajú organizovať vývoj vlasových buniek, ktoré zachytávajú zvukové vlny vo vnútornom uchu.

Možno bude na obzore nová liečba straty sluchu.

Vedci z lekárskej fakulty Johna Hopkinsa v Baltimore (MD) sa domnievajú, že ich objavy by mohli byť kľúčom k zvráteniu straty sluchu, ktorá vzniká poškodením vlasových buniek.

Nedávny príspevok v časopise eLife poskytuje úplné znenie vyšetrovania.

„Vedci v našom odbore,“ hovorí Angelika Doetzlhofer, Ph.D., docentka neurovied Johns Hopkins, „dlho hľadali molekulárne signály, ktoré spúšťajú tvorbu vlasových buniek, ktoré snímajú a prenášajú zvuk.“

„Tieto vláskové bunky sú hlavným hráčom pri strate sluchu a ďalšie informácie o tom, ako sa vyvíjajú, nám pomôžu nájsť spôsoby, ako nahradiť poškodené vláskové bunky,“ dodáva.

U cicavcov sa schopnosť počuť spolieha na dva typy buniek, ktoré detekujú zvuk: vnútorné a vonkajšie vláskové bunky.

Oba typy vláskových buniek lemujú vnútro slimáka, vo vnútornom uchu špirála. Vlasové bunky tvoria zreteľný vzor pozostávajúci z troch radov vonkajších buniek a jedného radu vnútorných buniek.

Bunky snímajú zvukové vlny, keď cestujú dole po štruktúre podobnej škrupine a prenášajú informácie do mozgu.

Vývoj a strata vlasových buniek

Problémy s vlasovými bunkami a nervami, ktoré ich spájajú s mozgom, sú zodpovedné za viac ako 90% straty sluchu.

Väčšina cicavcov a vtákov má schopnosť automaticky nahradiť stratené alebo poškodené vláskové bunky, ale u ľudí sa to nestáva. Akonáhle prídeme o vláskové bunky, zdá sa, že strata sluchu je nezvratná.

Produkcia vláskových buniek v kochlei počas vývoja embrya je vysoko organizovaný a zložitý proces zahŕňajúci presné načasovanie a umiestnenie.

Proces začína, keď sa nezrelé bunky na vonkajšom kochle transformujú do úplne vytvorených vlasových buniek.

Z vonkajšieho slimáka potom usporiadaná transformácia pokračuje ako vlna pozdĺž vnútornej výstelky špirály, kým nedosiahne najvnútornejšiu oblasť.

Aj keď vedci odhalili veľa informácií o tvorbe vláskových buniek, molekulárne signály, ktoré riadia „presné bunkové vzorkovanie“, zostali nejasné.

Ako signály umožňujú, aby sa správna časť procesu stala v správnom čase, aby „podporila sluchovú senzorickú diferenciáciu a dala pokyn jej odstupňovanému vzoru?“

Signálne proteíny a prechody

Aby sa pokúsili odpovedať na túto otázku, Doetzlhofer a jej kolegovia študovali kochleárny vývoj v myších embryách. Skúmali signálne proteíny, ktoré hrajú úlohu pri tvorbe vlasových buniek vo vyvíjajúcom sa slimáku.

Zaujali ich dva z proteínov, ktoré vedci skúmali: aktivín A a follistatín.

Videli, ako sa hladiny týchto dvoch proteínov menili počas transformácie prekurzorových buniek na zrelé vláskové bunky pozdĺž vnútornej strany kochleárnej špirály.

Zdá sa, že hladiny proteínu sa líšili podľa načasovania a umiestnenia vývojového modelu.

Hladiny aktivínu A boli nízke v najodľahlejšej časti kochley, keď sa z nezrelých buniek začali rozvíjať vláskové bunky, a vysoké v najvnútornejšej časti špirály, kde ešte nezačali transformovať nezrelé bunky.

Autori označujú také zmeny hladiny proteínov od vysokej po nízku ako signálne gradienty.

„Signálne gradienty hrajú zásadnú úlohu pri kontrole rastu a diferenciácie počas embryonálneho vývoja,“ poznamenávajú.

Dva proteíny „fungujú opačne“

Zatiaľ čo signálny gradient aktivínu A išiel jedným smerom, pohyboval sa vo vlne, ktorá smerovala dovnútra, signálny gradient follistatínu išiel opačným smerom, ako vlna pohybujúca sa smerom von.

„V prírode sme vedeli, že aktivín A a follistatín pôsobia pri regulácii buniek opačne,“ vysvetľuje Doetzlhofer.

Zdá sa, že tieto objavy naznačujú, že tieto dva proteíny vzájomným vyvážením riadia presný a jemný vývoj vlasových buniek pozdĺž kochleárnej špirály.

Ďalšie vyšetrovanie s použitím normálnych aj geneticky modifikovaných myší túto predstavu potvrdilo.

Zvyšovanie aktivínu A v kochle normálnych myší spôsobilo, že vlasové bunky dozreli príliš skoro.

Naopak, vlasové bunky sa tvorili príliš neskoro u myší s genetickým inžinierstvom, ktoré buď produkovali príliš veľa follistatínu, alebo neprodukovali vôbec žiadny aktivín A. Výsledkom bol neusporiadaný vzor vlasových buniek na vnútornej strane kochleárnej špirály.

"Pôsobenie aktivínu A a follistatínu je počas vývoja tak presne načasované, že akékoľvek narušenie môže mať negatívny vplyv na organizáciu slimáka."

Angelika Doetzlhofer, Ph.D.

Doetzlhofer naznačuje, že tieto objavy by mohli viesť k novej liečbe obnovy sluchu, ktorá sa poškodí v dôsledku straty vlasových buniek.

none:  rakovina pankreasu farmaceutický priemysel - biotechnologický priemysel medicínske-inovácie