Ученые обнаружили новый метод восстановления слуха

Ученые сделали важный шаг к тому, что может стать новым подходом восстановления потерянного слуха. В новом исследовании, опубликованном в European Journal of Neuroscience, ученые смогли восстановить сенсорные волосковые клетки, расположенные в улитке, части внутреннего уха, которая преобразует звуковые колебания в электрические сигналы, но может потерять эту способность из-за возраста или шума.

Нарушение слуха уже давно считается реалией жизни пожилого населения – около 3 миллионов украинцев страдают от некоторой степени потери слуха. Однако ученые давно заметили, что другие животные, а именно птицы, лягушки и рыбы, способны восстанавливать утраченные сенсорные волосковые клетки. Соавтор исследования Джинюань Чжан, доктор наук, представляющий биологический факультет Университета Рочестера, решил изучить этот вопрос более детально:

Забавно, но если говорить о регенерации кохлеарной ткани, млекопитающие – "белые вороны" среди других представителей животного мира. Люди – единственные позвоночные, которые не могут этого делать.

слух

Лабораторные исследования, проведенные в 2012 году, определили семейство рецепторов, называемое эпидермальным фактором роста (EGF). Именно этот фактор ответственен за активацию опорных клеток в слуховых органах птиц. При активации эти клетки размножаются и способствуют генерации новых сенсорных волосковых клеток. Автор исследования Патриция Уайт, научный доцент в Медицинском центре Университета Рочестера, предположила, что такой сигнальный путь потенциально может быть использован для получения аналогичного результата у млекопитающих.

У мышей улитка активирует рецепторы EGF на протяжении всей жизни, но они, по-видимому, никогда не приводят к регенерации волосковых клеток. Возможно, во время эволюции млекопитающих произошли изменения в экспрессии внутриклеточных регуляторов передачи сигналов рецептора EGF. Эти регуляторы могли изменить сигнал, блокируя регенерацию. Наши исследования направлены на поиск способа переключения пути, чтобы начать регенерацию волосковых клеток, а также улучшить их интеграцию с нервными клетками, что имеет решающее значение для слуха.

В новом исследовании, в котором участвовали специалисты из URMC и Massachusetts Ear and Eye Infirmary, команда проверила теорию о том, что передача сигналов от семейства рецепторов EGF может сыграть роль в регенерации кохлеарной функции у млекопитающих. Исследователи сосредоточились на экспрессии ERBB2 специфического рецептора, который находится в кохлеарных опорные клетках.

Ученые исследовали ряд различных методов активации сигнального пути EGF. Первая часть экспериментов включала использование вируса, направленного на рецепторы ERBB2. Во второй части, эксперименты производились на генетически модифицированных для сверхэкспрессии активированного ERBB2 мышах. Третья часть включала тестирование двух препаратов, первоначально разработанных для стимулирования активности стволовых клеток в глазах и поджелудочной железе, которые, как известно, активируют сигнал ERBB2.

восстановление слуха

Исследователи обнаружили, что активация пути ERBB2 вызвала каскадную серию клеточных изменений, благодаря которым опорные клетки улитки уха начали размножаться, запуская процесс активации соседних стволовых клеток, которые становились новыми сенсорными волосковыми клетками. Кроме того, похоже, что этот процесс может не только повлиять на регенерацию сенсорных волосковых клеток, но и поддержать их интеграцию с нервными клетками.

Процесс восстановления слуха довольно сложный и требует серии клеточных изменений.  Сначала необходимо регенерировать сенсорные волосковые клетки, которые затем должны нормально функционировать и соединяться с необходимой сетью нейронов. Это исследование демонстрирует сигнальный путь, который может быть активирован различными методами, и может представлять собой новый подход к регенерации кохлеарных клеток, что, в конечном счете, должно привести к восстановлению слуха.