Вчені знайшли ключ до відновлення сенсорних клітин, що відповідають за слух і рівновагу

Вчені лабораторії стовбурових клітин Ніла Сегила в USC знайшли ключ до відновлення сенсорних клітин внутрішнього вуха, функції яких губляться при порушеннях слуху та рівноваги. З’ясувалося, що існує природний бар’єр, що перешкоджає регенерації цих клітин. Подолання даного бар’єру методами, доступними сучасній генній інженерії, може бути першим кроком на шляху до повернення клітинам внутрішнього вуха здатності регенерувати і таким чином відновлювати свої функції.

У внутрішньому вусі людини існують два основних типи сенсорних клітин: «волоскові клітини» з волосовими виступами, які сприймають звукові коливання; і так звані «опорні клітини», які відіграють, головним чином, структурну роль, але не тільки.

Коли ніжні волоскові клітини пошкоджуються гучним шумом, впливом деяких медикаментів або іншими речовинами, втрата слуху стає неминучою. Однак в лабораторних умовах ученими зафіксована здатність опорних клітин у новонароджених лабораторних мишей проліферувати в волоскові клітини за допомогою процесу, званого «трансдиференціація», і таким чином, відновлювати слух.

З віком вони втрачають цю здатність. У людини ж вона, очевидно, пропадає ще до народження.

Ґрунтуючись на цих спостереженнях, постдокторант Літа Тао, доктор філософії, аспірант Хаозе (Вінсент) Ю і їх колеги вивчали неонатальні зміни, які змушують опорні клітини втрачати свій потенціал до трансдиференціації.

В опірних клітинах сотні генів, які запускають трансдиференціацію волоскових клітин, в звичайному стані є вимкненими. Щоб вмикати та вимикати певні гени, в організмі виробляються активуючи та репресуючі молекули. У відповідь на епігенетичні модифікації, гістонові білки обгортають ДНК в кожному ядрі і контролюють, які гени “вмикаються”, а які «вимикаються». Таким чином, епігенетичні модифікації регулюють активність генів і контролюють нові властивості геному.

У підтримуючих клітинах внутрішнього вуха новонародженої миші вчені виявили, що активність генів волоскових клітин  пригнічувалась, як за рахунок відсутності активуючої молекули H3K27ac, так і через присутність репресивної молекули H3K27me3. У той же час, гени волоскових клітин в опорних клітинах новонароджених мишей зберігали свою здатність до трансдиференціації через вплив активуючої молекули H3K4me1.

«Наше дослідження відкриває можливість використання терапевтичних препаратів, що “вмикатимуть”, або “вимикатимуть” певні гени, відновлюючи таким чином здатність сенсорних клітин внутрішнього вуха до регенерації. Така терапія зможе повернути пацієнтам слух», – сказав Сегіл. «В той же час аналогічні епігенетичні модифікації можуть виявитися корисними і для “вмикання” регенеративної здатності інших тканин, що не регенерують, таких як сітківка, нирки, легені та серце».

Джерело: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/07/210730111751.htm