Otkrivanje proteina moglo bi dovesti do novih tretmana za gubitak sluha
Nova genetska studija na miševima identificirala je dva proteina koji pomažu u organiziranju razvoja stanica dlake koje hvataju zvučne valove u unutarnjem uhu.
Istraživači s Medicinskog fakulteta Johns Hopkins u Baltimoreu, dr. Med., Vjeruju da bi njihova otkrića mogla držati ključ za preokret gubitka sluha koji nastaje oštećenim stanicama dlake.
Nedavni rad u časopisu eŽivot daje cjelovit prikaz istrage.
"Znanstvenici u našem području", kaže dr. Angelika Doetzlhofer, izvanredna profesorica neuroznanosti u Johns Hopkinsu, "već dugo traže molekularne signale koji pokreću stvaranje stanica dlake koje osjećaju i prenose zvuk."
"Te su stanice kose glavni igrač u gubitku sluha, a saznanje više o njihovom razvoju pomoći će nam da pronađemo načine za nadomještanje oštećenih stanica dlake", dodaje ona.
U sisavaca se sposobnost slušanja oslanja na dvije vrste stanica koje otkrivaju zvuk: unutarnje i vanjske stanice dlake.
Obje vrste ćelija dlake poredavaju unutarnju stranu pužnice, šupljinu u obliku spirale u unutarnjem uhu. Stanice dlake tvore zaseban uzorak koji se sastoji od tri reda vanjskih stanica i jednog reda unutarnjih stanica.
Stanice osjećaju zvučne valove putujući niz strukturu sličnu ljusci i prenoseći informacije u mozak.
Razvoj i gubitak stanica dlake
Problemi sa stanicama dlake i živcima koji ih povezuju s mozgom odgovorni su za više od 90% gubitka sluha.
Većina sisavaca i ptica ima sposobnost automatskog nadomještanja izgubljenih ili oštećenih stanica dlake, ali to se kod ljudi ne događa. Jednom kad izgubimo stanice kose, čini se da je gubitak sluha nepovratan.
Proizvodnja stanica dlake u pužnici tijekom razvoja embrija visoko je organiziran i složen postupak koji uključuje precizno određivanje vremena i mjesta.
Proces započinje kada se nezrele stanice na vanjskoj pužnici transformiraju u potpuno oblikovane stanice dlake.
Iz vanjske pužnice, uredna transformacija zatim nastavlja poput vala duž unutarnje obloge spirale dok ne dosegne najunutarnije područje.
Iako su znanstvenici otkrili mnogo o stvaranju stanica dlake, molekularni signali koji kontroliraju "precizno oblikovanje stanica" ostali su nejasni.
Kako signali čine da se desni dio procesa dogodi u točno vrijeme kako bi se „promovirala slušna senzorna diferencijacija i uputio njezin stupnjevani obrazac?“
Signalni proteini i gradijenti
Da bi pokušali odgovoriti na pitanje, Doetzlhofer i njezini kolege proučavali su kohlearni razvoj u mišjih embrija. Istražili su signalne proteine koji igraju ulogu u stvaranju stanica dlake u pužnici u razvoju.
Pažnju su im privukla dva proteina koja su istraživači istraživali: Activin A i folistatin.
Vidjeli su kako su se razine dva proteina promijenile tijekom transformacije stanica prekursora u zrele stanice dlake duž unutarnje strane kohlearne spirale.
Čini se da se razina proteina razlikuje ovisno o vremenu i mjestu uzorka razvoja.
Razine aktivinina A bile su niske u najudaljenijem dijelu pužnice kad su se nezrele stanice počele razvijati u stanice dlake, a visoke u najunutarnjem dijelu spirale, gdje se nezrele stanice još nisu počele transformirati.
Autori se pozivaju na tako visoke do niske promjene razine proteina kao signalni gradijenti.
"Signalni gradijenti igraju temeljnu ulogu u kontroli rasta i diferencijacije tijekom embrionalnog razvoja", napominju.
Dva proteina 'djeluju na suprotan način'
Dok je signalni gradijent Activin A išao u jednom smjeru, krećući se u valu koji je išao prema unutra, signalni gradijent folistatina išao je u drugom smjeru, poput vala koji se kretao prema van.
"U prirodi smo znali da Activin A i folistatin djeluju na suprotne načine kako bi regulirali stanice", objašnjava Doetzlhofer.
Čini se da ova otkrića sugeriraju da dva proteina uravnotežujući jedni druge kontroliraju precizan i osjetljiv razvoj stanica dlake duž pužnice.
Daljnja istraga na normalnim i genetski inženjeriranim miševima potvrdila je ovaj pojam.
Povećavanje aktivinina A u pužnicama normalnih miševa učinilo je da stanice dlake prerano sazriju.
Suprotno tome, stanice dlake stvorile su se prekasno kod genetski inženjeriranih miševa koji su ili proizveli previše follistatina ili uopće nisu stvorili Activin A. Rezultat je bio neorganizirani uzorak stanica dlake s unutarnje strane pužnice.
"Djelovanje Activina A i folistatina toliko je precizno tempirano tijekom razvoja da bilo koji poremećaj može negativno utjecati na organizaciju pužnice."
Angelika Doetzlhofer, dr. Sc.
Doetzlhofer sugerira da bi nalazi mogli dovesti do novih tretmana za obnavljanje sluha koji postaje oslabljen zbog gubitka stanica dlake.
