Учеными обнаружена комбинация препаратов, которая стимулирует дифференцировку поддерживающих клеток в волосковые клетки, что может стать новых подходом для лечения глухоты. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Reports.
Во каждом внутреннем ухе около 15000 клеток воспринимают звуковые волны и транслируют их в нервные импульсы, что позволяет человеку слышать. В случае повреждения, волосковые клетки не восстанавливаются. Исследователи из Массачусетса обнаружили комбинацию лекарств, действующих на прогениторные клетки внутреннего уха (поддерживающие клетки), стимулируя их дифференцировку в волосковые клетки.
Воздействие звуковых раздражителей, старение и некоторые антибиотики и средства для химиотерапии могут привести к гибели волосковых клеток. У некоторых животных эти клетки регенерируют, но не у людей.
В более раннем исследовании ученые проанализировали возможность регенерации клеток, выстилающих кишечник. Было показано, что стимулируя незрелые клетки, выстилающие кишечник, определенной комбинацией молекул, можно добиться их дифференцировки в зрелые. В этом же исследовании ученые обнаружили, что поддерживающие внутреннего уха экспрессируют на своей поверхности некоторые молекулы, которые также обнаруживаются на поверхности стволовых клеток кишечника. В связи с этим исследователи решили изучить, будет ли та же комбинация молекул стимулировать дифференцировку поддерживающих клеток.
Клетки внутреннего уха мышей, выращиваемые на чашке Петри, инкубировались с молекулами, стимулирующими каскад Wnt, приводящий к быстрому делению клеток. Чтобы клетки не начинали дифференцироваться слишком рано, исследователи также подвергали их воздействию молекул, активирующих другой сигнальный каскад - Notch.
После получения крупного пула прогениторных клеток (примерно в 2000 раз большего, чем удавалось получить ранее), ученые добавляли еще одну комбинацию молекул, которые стимулировали дифференцировку клеток в зрелые волосковые клетки. С помощью данной методики удавалось получить примерно в 60 раз больше зрелых волосковых клеток, чем с помощью методов, которые применялись ранее. В ходе этих методик поддерживающие клетки подвергались воздействию ростовых факторов, в результате чего поддерживающие клетки дифференцировались в волосковые без увеличения численности популяции.
Новый подход также оказался эффективен при применении на внутреннем ухе мышей, извлеченном из тела. В данном эксперименте не было необходимости добавлять комбинацию молекул, стимулирующих дифференцировку, поскольку прогениторные клетки подвергались воздействию естественных сигналов, стимулирующих их дифференцировку в зрелые волосковые клетки.
Поскольку разработанный ими подход подразумевает применение простой комбинации молекул, ученые считают, что подобная терапия сможет использоваться и у людей. Предполагается, что комбинация препаратов будет вводиться в среднее ухо, откуда молекулы смогут путем диффузии проникнуть через мембрану во внутреннее ухо. Такой тип инъекций используется для лечения ушных инфекций. Ученые планируют приступить к исследованиям у людей в течение 18 месяцев.
Перевод: Мария Иванова