Исследование на мышах выявило "главный" ген для восстановления утраченных клеток ушных волос

Потеря слуха обычно необратима, потому что нет возможности вырастить необходимые сенсорные клетки наружного и внутреннего уха после их гибели. Но, возможно, мы начали путь к изменению ситуации благодаря новому исследованию на мышах.

Ученые обнаружили единственный главный ген, который способен регулировать, какие клетки ушных волос - наружные или внутренние - необходимы для восстановления слуха. Это значительный шаг вперед к тому, чтобы это можно было осуществить в лабораторных условиях.

Главный ген называется TBX2. Проведя эксперименты на мышах, команда обнаружила, что когда он экспрессируется, клетки ушных волос становятся клетками внутренних волос; когда он блокируется, клетки ушных волос становятся клетками наружных волос. Это важнейший тумблер.

"Наша находка дает нам первый четкий клеточный переключатель, позволяющий сделать один тип клеток противоположным другому", - говорит нейробиолог Хайме Гарсия-Ановерос из Северо-Западного университета в Чикаго. "Это даст нам ранее недоступный инструмент для создания внутренней или внешней волосковой клетки. Мы преодолели серьезное препятствие".

Поскольку исследователи стремятся воплотить свои выводы в реальный процесс развития клеток, потребуется "генный коктейль": гены ATOH1 и GF1 для создания волосковой клетки улитки из неволосковой клетки, а также TBX2 для выбора внешней или внутренней волосковой клетки. Также играет роль INSM1, транскрипционный фактор, важный для создания наружных волосковых клеток.

В настоящее время в лабораторных условиях можно создать искусственную волосковую клетку, но поскольку она не может дифференцироваться на внутренние или внешние клетки, возникают проблемы с ее способностью производить слух.

Когда звуковые волны попадают в ухо, наружные волосковые клетки расширяются и сжимаются в ответ на давление - звук затем усиливается для внутренних волосковых клеток, которые передают колебания в виде сигналов в мозг.

Без этого сложного танца микроскопических клеток слух невозможен. Гибель наружных волосковых клеток, которые развиваются в эмбрионе и не размножаются, является наиболее распространенной причиной глухоты и потери слуха.

"Теперь мы можем выяснить, как производить именно внутренние или наружные волосковые клетки, и определить, почему последние более склонны к гибели и вызывают глухоту", - говорит Гарсия-Аньоверос.

Гибель наружных волосковых клеток может быть вызвана старением или многократным воздействием громкого шума, а также некоторыми видами лечения таких заболеваний, как рак. По данным Центра по контролю заболеваний (CDC), около 8,5 процента взрослых американцев в возрасте 55-64 лет имеют проблемы со слухом.

Эта цифра увеличивается почти до 25 процентов среди людей в возрасте 65-74 лет и до 50 процентов среди людей в возрасте 75 лет и старше. Открытие нового гена дает надежду на то, что необходимые волосковые клетки можно вырастить заново, что они не исчезли навсегда.

Команда, стоящая за исследованием, подчеркивает, что исследование все еще находится на экспериментальной стадии, и предстоит пройти еще немало времени, прежде чем эти выводы можно будет применить на практике. Для нас же это еще одно напоминание о том, насколько невероятно сложным и увлекательным является человеческое тело - вплоть до волосков в ушах.

"Это похоже на балет", - говорит Гарсия-Аньоверос. "Ухо - прекрасный орган. Нет другого такого органа у млекопитающих, где клетки были бы расположены так точно".

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.