Baltymų atradimas gali sukelti naują klausos praradimo gydymą
Naujas genetinis tyrimas su pelėmis nustatė du baltymus, kurie padeda organizuoti plaukų ląstelių, kurios surenka garso bangas vidinėje ausyje, vystymąsi.
Baltimorės Johns Hopkins medicinos mokyklos mokslininkai mano, kad jų išvados gali būti raktas į klausos praradimo, atsirandančio dėl pažeistų plaukų ląstelių, panaikinimą.
Neseniai publikuotas žurnalas „eLife“ pateikia išsamią tyrimo ataskaitą.
"Mūsų srities mokslininkai", - sako dr. Angelika Doetzlhofer, daktarė, Johns Hopkinso neuromokslų daktarė, "jau seniai ieškojo molekulinių signalų, kurie paskatintų formuotis plaukų ląstelėse, kurios pajaučia ir perduoda garsą".
„Šios plaukų ląstelės yra pagrindinis klausos praradimo žaidėjas, o žinojimas daugiau apie jų vystymąsi padės mums išsiaiškinti būdus, kaip pakeisti pažeistas plaukų ląsteles“, - priduria ji.
Žinduolių gebėjimas girdėti priklauso nuo dviejų tipų ląstelių, kurios nustato garsą: vidinės ir išorinės plaukų ląstelės.
Abiejų tipų plaukų ląstelės išklijuoja vidinę sraigės dalį, spiralės formos tuščiavidurę vidinę ausį. Plaukų ląstelės sudaro aiškų modelį, kurį sudaro trys išorinių ląstelių eilės ir viena vidinių ląstelių eilutė.
Ląstelės nujaučia garso bangas, eidamos žemyn į apvalkalą panašią struktūrą ir perduodamos informaciją smegenims.
Plaukų ląstelių vystymasis ir praradimas
Plaukų ląstelių problemos ir nervai, jungiantys jas su smegenimis, lemia daugiau nei 90% klausos praradimo.
Dauguma žinduolių ir paukščių gali automatiškai pakeisti prarastas ar pažeistas plaukų ląsteles, tačiau žmonėms taip nenutinka. Kai prarandame plaukų ląsteles, atrodo, kad klausos praradimas yra negrįžtamas.
Plaukų ląstelių gamyba sraigėje embriono vystymosi metu yra labai organizuotas ir sudėtingas procesas, apimantis tikslų laiką ir vietą.
Procesas prasideda, kai nesubrendusios ląstelės prie išorinės sraigės transformuojasi į visiškai suformuotas plaukų ląsteles.
Iš išorinės sraigės tvarkinga transformacija vyksta kaip banga palei vidinį spiralės pamušalą, kol pasiekia vidinį kraštą.
Nors mokslininkai daug sužinojo apie plaukų ląstelių formavimąsi, molekuliniai signalai, kontroliuojantys „tikslų ląstelių modelį“, liko neaiškūs.
Kaip signalai priverčia teisingą proceso dalį įvykti tinkamu laiku, kad „skatintų klausos jutimo diferenciaciją ir nurodytų jos rūšiavimo modelį“?
Signaliniai baltymai ir gradientai
Norėdami pabandyti atsakyti į klausimą, Doetzlhofer ir jos kolegos tyrė pelių embrionų kochlearinę plėtrą. Jie ištyrė signalinius baltymus, kurie vaidina įtaką plaukų ląstelių formavimuisi besivystančioje sraigėje.
Jų dėmesį patraukė du tyrinėtojų ištirti baltymai: Activin A ir follistatinas.
Jie pamatė, kaip pasikeitė dviejų baltymų lygis transformuojant pirmtakų ląsteles į brandžių plaukų ląsteles kochlearinės spiralės viduje.
Atrodė, kad baltymų kiekis skiriasi atsižvelgiant į vystymosi modelio laiką ir vietą.
Aktyvino A lygis buvo žemas išorinėje sraigės dalyje, kai nesubrendusios ląstelės pradėjo vystytis į plaukų ląsteles, o aukščiausia - vidinėje spiralės dalyje, kur nesubrendusios ląstelės dar nebuvo pradėjusios transformuotis.
Autoriai tokius aukšto ir žemo baltymų lygio pokyčius vadina signalo gradientais.
"Signalizacijos gradientai vaidina pagrindinį vaidmenį kontroliuojant augimą ir diferenciaciją embriono vystymosi metu", - pažymi jie.
Du baltymai „veikia priešingai“
Nors „Activin A“ signalinis gradientas nuėjo į vieną pusę, judėdamas į vidų sklindančia banga, folistatino signalo gradientas nuėjo kitu keliu, tarsi banga, judanti į išorę.
"Gamtoje mes žinojome, kad Activin A ir folistatinas veikia priešingai, reguliuodami ląsteles", - paaiškina Doetzlhoferis.
Atrodo, kad šios išvados rodo, kad du baltymai kontroliuoja tikslų ir subtilų plaukų ląstelių vystymąsi palei kochlearinę spiralę, subalansuodami vienas kitą.
Tolesnis tyrimas naudojant įprastas ir genų inžinerijos peles patvirtino šią nuomonę.
Normalių pelių sraigėse padidėjus aktyvinui A, plaukų ląstelės per greitai subręsta.
Ir atvirkščiai, genų inžinerijos pelėse, kurios gamina per daug folistatino, arba iš viso negamina Activin A, plaukų ląstelės susidaro per vėlai. Rezultatas buvo neorganizuotas plaukų ląstelių modelis kochlearinės spiralės viduje.
"Aktyvino A ir folistatino poveikis yra taip tiksliai nustatomas vystymosi metu, kad bet koks sutrikimas gali neigiamai paveikti ausies srauto organizmą".
Angelika Doetzlhofer, dr.
Doetzlhoferis teigia, kad išvados gali padėti sukurti naują gydymo būdą klausai atkurti, kuri sutrinka dėl plaukų ląstelių praradimo.
