Protein keşfi yeni işitme kaybı tedavilerine yol açabilir
Farelerde yapılan yeni bir genetik çalışma, iç kulaktaki ses dalgalarını toplayan saç hücrelerinin gelişimini düzenlemeye yardımcı olan iki protein tanımladı.
MD, Baltimore'daki Johns Hopkins Tıp Okulu'ndaki araştırmacılar, bulgularının, hasar görmüş saç hücrelerinden kaynaklanan işitme kaybını tersine çevirmenin anahtarı olabileceğine inanıyor.
Dergide yeni bir makale eLife soruşturmanın tam bir hesabını verir.
Johns Hopkins'de nörobilim doçenti olan Angelika Doetzlhofer, "Alanımızdaki bilim adamları, uzun zamandır sesi algılayan ve ileten saç hücrelerinin oluşumunu tetikleyen moleküler sinyalleri arıyorlar" diyor.
“Bu saç hücreleri işitme kaybında önemli bir rol oynuyor ve nasıl geliştikleri hakkında daha fazla bilgi sahibi olmak, hasar görmüş saç hücrelerini değiştirmenin yollarını bulmamıza yardımcı olacak” diye ekliyor.
Memelilerde duyma yeteneği, sesi algılayan iki hücre türüne dayanır: iç ve dış tüylü hücreler.
Her iki tip tüy hücresi de iç kulakta spiral şekilli bir boşluk olan kokleanın içini kaplar. Saç hücreleri, üç sıra dış hücre ve bir sıra iç hücre içeren ayrı bir model oluşturur.
Hücreler, kabuk benzeri yapıdan aşağı inerken ses dalgalarını algılar ve bilgiyi beyne iletir.
Saç hücrelerinin gelişimi ve kaybı
Saç hücreleri ve onları beyne bağlayan sinirler ile ilgili sorunlar, işitme kaybının% 90'ından fazlasından sorumludur.
Çoğu memeli ve kuş, kaybolan veya hasar gören saç hücrelerini otomatik olarak değiştirme yeteneğine sahiptir, ancak bu insanlarda olmaz. Saç hücrelerimizi kaybettiğimizde, işitme kaybının geri döndürülemez olduğu görülüyor.
Embriyo gelişimi sırasında kokleadaki saç hücrelerinin üretimi, hassas zamanlama ve konum içeren oldukça organize ve karmaşık bir süreçtir.
Süreç, dış kokleadaki olgunlaşmamış hücrelerin tamamen oluşmuş tüy hücrelerine dönüşmesiyle başlar.
Düzenli dönüşüm, dış kokleadan sonra, spiralin iç astarı boyunca en iç bölgeye ulaşana kadar bir dalga gibi ilerler.
Bilim adamları saç hücresi oluşumu hakkında çok şey ortaya çıkarmış olsalar da, "kesin hücresel modellemeyi" kontrol eden moleküler sinyaller belirsizliğini koruyor.
Sinyaller, "işitsel duyusal farklılaşmayı teşvik etmek ve kademeli modelini öğretmek" için sürecin doğru kısmını doğru zamanda nasıl gerçekleştirir?
Sinyal proteinleri ve gradyanları
Doetzlhofer ve meslektaşları soruyu yanıtlamaya çalışmak için fare embriyolarında koklear gelişimi üzerinde çalıştılar. Gelişmekte olan kokleada saç hücresi oluşumunda rol oynayan sinyal proteinlerini araştırdılar.
Araştırmacıların araştırdığı proteinlerden ikisi dikkatlerini çekti: Activin A ve follistatin.
Koklear sarmalın içindeki öncül hücrelerin olgun tüylü hücrelere dönüşmesi sırasında iki proteinin seviyelerinin nasıl değiştiğini gördüler.
Protein seviyelerinin, gelişim modelinin zamanlaması ve yerine göre değiştiği görüldü.
Aktivin A seviyeleri, olgunlaşmamış hücreler saç hücrelerine dönüşmeye başladığında kokleanın en dış kısmında düşük ve olgunlaşmamış hücrelerin henüz dönüşmeye başlamadığı spiralin en iç kısmında yüksekti.
Yazarlar, yüksek-düşük protein seviyesi değişikliklerine sinyal gradyanları olarak atıfta bulunurlar.
"Sinyal gradyanları, embriyonik gelişim sırasında büyümeyi ve farklılaşmayı kontrol etmede temel bir rol oynar," diye belirtiyorlar.
İki protein 'zıt şekillerde çalışır'
Activin A sinyal gradyanı içe doğru giden bir dalgada hareket ederek bir yöne giderken, follistatin sinyalleşme gradyanı, dışa doğru hareket eden bir dalga gibi diğer tarafa gitti.
Doetzlhofer, "Doğada, Activin A ve follistatinin hücreleri düzenlemek için zıt şekillerde çalıştığını biliyorduk" diye açıklıyor.
Bu bulgular, iki proteinin, birbirini dengeleyerek koklear spiral boyunca tüy hücrelerinin hassas ve hassas gelişimini kontrol ettiğini gösteriyor gibi görünüyor.
Hem normal hem de genetiği değiştirilmiş fareleri kullanan daha fazla araştırma, bu fikri doğruladı.
Normal farelerin koklealarındaki artan Activin A, saç hücrelerinin çok erken olgunlaşmasına neden oldu.
Tersine, genetik olarak tasarlanmış farelerde çok fazla follistatin üreten veya hiç Aktivin A üretmeyen saç hücreleri çok geç oluştu. Sonuç, koklear sarmalın içindeki düzensiz bir saç hücresi modeliydi.
"Activin A ve follistatinin etkisi, geliştirme sırasında o kadar hassas bir şekilde zamanlanmıştır ki, herhangi bir rahatsızlık kokleanın organizasyonunu olumsuz etkileyebilir."
Angelika Doetzlhofer, Ph.D.
Doetzlhofer, bulguların saç hücrelerinin kaybına bağlı olarak bozulan işitme geri kazanımı için yeni tedavilere yol açabileceğini öne sürüyor.
