Cercetătorii de la Johns Hopkins Medicine au identificat o pereche de proteine care controlează cu exactitate momentul când celulele detectoare de sunet, cunoscute sub numele de celule filiforme, se nasc în urechea internă a mamiferului, folosind instrumente genetice pe animale de laborator. Proteinele, descrise într-un raport publicat în "eLife", pot fi o bază pentru viitoarele terapii prin care se va încerca restabilirea auzului la persoanele cu surditate ireversibilă.
"Oamenii de ştiinţă au căutat mult timp semnale moleculare care declanşează formarea celulelor filiforme care percep şi transmit sunetul. Aceste celule filiforme sunt importante în pierderea auzului şi ştiind mai multe despre cum se dezvoltă ne va ajuta să ne dăm seama de modalităţile de înlocuire a lor când sunt deteriorate”, spune Angelika Doetzlhofer, profesor asociat de neuroştiinţă la Şcoala de Medicină a Universităţii Johns Hopkins, citată de sciencedaily.com.
Pentru ca mamiferele să audă, vibraţiile sonore călătoresc printr-o structură scobită, cu aspect de scoică de melc, numită cohlee, iar interiorul cohleei este căptuşit cu două tipuri de celule de detectare a sunetului, celule filiforme interioare şi exterioare, care transmit informaţiile sonore creierului.
Se estimează că 90% din pierderea genetică a auzului este cauzată de probleme cu celulele filiforme sau deteriorarea nervilor auditivi care leagă celulele filiforme cu creierul, în timp ce surditatea datorată expunerii la zgomote puternice sau anumite infecţii virale apare exclusiv din deteriorarea celulelor filiforme.
Spre deosebire de celulele similare de la alte mamifere şi păsări, celulele filiforme umane nu se pot regenera şi odată ce sunt deteriorate, pierderea auzului este probabil permanentă.
Oamenii de ştiinţă ştiau că primul pas în naşterea celulelor filiforme începe din partea exterioară a cohleei spiralate unde celulele precursoare încep să se transforme în celule filiforme. Apoi, celulele precursoare se transformă în celule filiforme printr-un "val" de transformare de-a lungul formei în spirală a cohleei care se opreşte când ajunge în partea interioară.
Ştiind unde celulele filiforme îşi încep dezvoltarea, Doetzlhofer şi echipa ei au mers în căutarea unor indicii moleculare care se aflau la locul potrivit şi la momentul potrivit de-a lungul spiralei cohleare.
Dintre proteinele pe care cercetătorii le-au examinat, două, activina A şi follistatina, s-au evidenţiat. De-a lungul traseului spiral al cohleei, nivelurile de activină A au crescut acolo unde celulele precursoare s-au transformat în celule filiforme, iar follistatina are un comportament opus activinei A. Nivelurile sale erau scăzute în partea exterioară a cohleei când celulele precursoare au început să se transforme în celule ale părului şi crescute în partea interioară a spiralei cohleei, unde celulele precursoare încă nu începuseră conversia lor.
Pe parcursul cercetării activina A s-a mişcat într-un val spre interior, în timp ce follistatina s-a mişcat într-o undă spre exteriorul cohleei, se mai arată în concluziile cercetării.
Pe baza descoperirilor realizate cercetătorii au stabilit că cele două proteine realizează un act de echilibrare asupra celulelor precursoare pentru a controla formarea ordonată a celulelor filiforme de-a lungul spiralei cohleare.
Pentru a descoperi modul în care activina A şi folistatina coordonează dezvoltarea celulelor filiforme, cercetătorii au studiat efectele fiecăreia dintre cele două proteine individual.
În primul rând, au crescut nivelurile de activină A în cohleele şoarecilor normali. La aceste animale, celulele precursoare s-au transformat prea devreme în celulele filiforme, determinând apariţia prematură a celulelor filiforme de-a lungul spiralei cohleare.
La şoarecii modificaţi genetic pentru a produce mai multă folistatină sau pentru a nu produce deloc activina A, celulele filiforme s-au format târziu şi au apărut dezorganizate şi împrăştiate pe mai multe rânduri în interiorul cohleei.
"Acţiunile activinei A şi a folistatinei sunt atât de precis cronometrate în timpul dezvoltării încât orice perturbare poate afecta negativ organizarea cohleei. Este că şi cum ai construi o casă şi dacă temelia nu este pusă corect, orice este construit pe ea este afectat" mai afirmă Doetzlhofer.
Analizând mai îndeaproape de ce supraproducţia de folistatină are ca rezultat celulele filiforme dezorganizate, cercetătorii au descoperit că nivelurile ridicate ale acestei proteine au determinat divizarea mai frecventă a celulelor precursoare, ceea ce la rândul său a făcut ca mai multe dintre ele să se transforme în celule interioare filiforme într-un mod întâmplător.
Cercetarea are aplicaţii potenţiale pentru a trata surzenia cauzată de celulele filiforme deteriorate.
