Учёные нашли ключ к лечению сенсоневральной тугоухости

Новое генетическое исследование мышей выявило два вида белков, которые помогают формировать волосковые клетки — рецепторы внутреннего уха. Их отмирание — главная причина необратимой потери слуха. Учёные полагают, что открытие в будущем поможет восстанавливать повреждённые волосковые клетки и, как следствие, слух.

«Специалисты в нашей области давно искали молекулярные сигналы, которые запускают образование волосковых клеток, необходимых для того, чтобы улавливать и проводить через себя звук, — объясняет Анжелика Дёцльхофер, Ph.D., доцент кафедры неврологии Школа медицины Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе (США). — Человек теряет слух во многом из-за того, что волосковые клетки повреждаются и отмирают, поэтому нам важно знать о них как можно больше, в том числе, как они формируются. Это поможет разобраться в том, как заменить повреждённые клетки на новые».

У всех млекопитающих, и у человека тоже, способность слышать зависит от двух видов клеток, которые улавливают звук: наружные и внутренние волосковые клетки в улитке внутреннего уха. Они преобразуют звук в нервные импульсы и передают в головной мозг.

Жизнь и смерть волосковых клеток

90% случаев потери слуха — это проблемы с волосковыми клетками и нервами внутреннего уха. У большинства млекопитающих и птиц волосковые клетки восстанавливаются, у человека всё ровно наоборот, поэтому нейросенсорную тугоухость, связанную с повреждением внутреннего уха, называют необратимой.

Формирование волосковых клеток внутри улитки в эмбриональном периоде — это многоступенчатый и сложный процесс. Незрелые клетки постепенно преобразуются в полноценные волосковые клетки: от внешней стороны и далее по спирали, пока улитка полностью не обрастёт микроскопическими волосками. Несмотря на то, что медицина хорошо знает, как они образуются, здесь ещё имеются тёмные пятна. Например, учёные пока не разобрались в молекулярных сигналах, которые отвечают за клеточную модель волосков: как сигналы выстраивают процесс так, что в нужное время начинается дифференциация слуховых рецепторов и «обучение» клеточной модели?

Сигнальные клетки и градиенты

Чтобы ответить на этот вопрос, Анжелика Дёцльхофер вместе с коллегами изучила развитие улитки внутреннего уха у мышиных эмбрионов, а именно сигнальные белки, которые на этапе формирования улитки производят на свет волосковые клетки.

Внимание учёных привлекли два белка — активин А и фоллистатин. Уровень этих белков менялся по мере того, как стволовые клетки трансформировались в зрелые волосковые клетки.

Содержание активина А отличалось на разных этапах созревания клеток и в разных частях улитки. Например, уровень белка был низким на периферийной части улитки, когда молодые клетки начали превращаться в волосковые клетки. В то же время внутри улитки, где клетки оставались «в зародыше», уровень активина А зашкаливал.

Авторы исследования называют такие белковые перепады сигнальными градиентами: «Сигнальные градиенты играют фундаментальную роль в период эмбрионального развития. От них зависит контроль роста и дифференцировка».

Два белка тянут канат в разные стороны? (нет)

В то время как сигнальный градиент активина А действует в одном направлении — снаружи внутрь улитки, — градиент фоллистатина движется изнутри наружу. Несмотря на противоположность, оба белка дополняют друг друга и помогают волосковым клеткам формироваться правильно. Другие исследования подтверждают это: к примеру. как только учёные повысили уровень активина А у эмбрионов лабораторных мышей, волосковые клетки стали развиваться чересчур рано.

Действие активина А и фоллистатина очень точно выверено по времени. Любое вмешательство извне негативно скажется на состоянии улитки, — утверждает Дёцльхофер.

Она предполагает, что в будущем исследование поможет найти новые методы лечения сенсоневральной тугоухости.