การฟื้นฟูการได้ยิน: เครื่องมือใหม่ในการสร้างเซลล์
นักวิจัยกล่าวว่า “เราได้เอาชนะอุปสรรคสำคัญ” เพื่อฟื้นฟูการได้ยิน
การค้นพบยีนช่วยให้สามารถผลิตเซลล์ขนในหูชั้นในหรือชั้นนอกได้การตายของเซลล์ขนชั้นนอกอันเนื่องมาจากความชราหรือเสียงทำให้สูญเสียการได้ยินมากที่สุดสวิตช์ยีนหลักเปิดการพัฒนาเซลล์ขนในหูการสูญเสียการได้ยินอันเนื่องมาจากอายุมากขึ้น เสียงรบกวน และยารักษามะเร็งบางชนิดและยาปฏิชีวนะนั้นไม่สามารถย้อนกลับได้
เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถสร้างโปรแกรมใหม่ให้กับเซลล์ที่มีอยู่เพื่อพัฒนาไปสู่เซลล์ประสาทสัมผัสของหูชั้นนอกและชั้นใน ซึ่งจำเป็นสำหรับการได้ยิน เมื่อพวกมันตาย
แต่นักวิทยาศาสตร์ของ Northwestern Medicine ได้ค้นพบยีนต้นแบบตัวเดียวที่สร้างเซลล์ขนในหูให้เป็นเซลล์ชั้นนอกหรือชั้นใน เพื่อเอาชนะอุปสรรคสำคัญที่เคยขัดขวางการพัฒนาเซลล์เหล่านี้เพื่อฟื้นฟูการได้ยิน ตามการวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์ในวันนี้ (4 พฤษภาคม 2022) ) ในวารสารNatureที่เกี่ยวข้อง: นักวิทยาศาสตร์ของ MIT พัฒนายาฟื้นฟูใหม่ที่ช่วยลดการสูญเสียการได้ยิน
Jaime García-Añoveros, PhD, ศาสตราจารย์ด้านวิสัญญีวิทยาและประสาทวิทยา, Ken and Ruth Davee Department of Neurology กล่าวว่า “การค้นพบของเราทำให้เรามีการเปลี่ยนเซลล์ที่ชัดเจนเป็นครั้งแรกเพื่อสร้างประเภทหนึ่งกับอีกประเภทหนึ่ง “มันจะเป็นเครื่องมือที่ไม่เคยมีมาก่อนในการสร้างเซลล์ผมชั้นในหรือชั้นนอก เราได้เอาชนะอุปสรรคสำคัญแล้ว”
ประมาณ 8.5% ของผู้ใหญ่อายุ 55-64 ปีในสหรัฐอเมริกามีอาการสูญเสียการได้ยิน ศูนย์ควบคุมโรค (CDC) รายงานซึ่งเพิ่มขึ้นเกือบ 25% ของผู้ที่มีอายุ 65-74 ปี และ 50% ของผู้ที่มีอายุ 75 ปีขึ้น ไป
ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์สามารถผลิตเซลล์ขนเทียมได้ แต่ไม่สามารถแยกความแตกต่างออกเป็นเซลล์ภายในหรือเซลล์ภายนอกได้ ซึ่งแต่ละเซลล์มีหน้าที่สำคัญที่แตกต่างกันในการผลิตการได้ยิน การค้นพบนี้เป็นขั้นตอนสำคัญในการพัฒนาเซลล์เฉพาะเหล่านี้
‘เหมือนบัลเล่ต์’ เมื่อเซลล์หมอบและกระโดดการตายของเซลล์ขนชั้นนอกที่เกิดจากโคเคลียมักเป็นสาเหตุของอาการหูหนวกและสูญเสียการได้ยิน เซลล์พัฒนาในตัวอ่อนและไม่สืบพันธุ์ เซลล์ขนชั้นนอกจะขยายตัวและหดตัวตามแรงกดจากคลื่นเสียงและขยายเสียงให้กับเซลล์ขนชั้นใน เซลล์ภายในจะส่งแรงสั่นสะเทือนเหล่านั้นไปยังเซลล์ประสาทเพื่อสร้างเสียงที่เราได้ยิน
Jaime García-AñoverosJaime García-Añoveros PhD, ศาสตราจารย์ด้านวิสัญญีวิทยา, ประสาทวิทยาและประสาทวิทยา และผู้เขียนนำของการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน Nature เครดิต: Northwestern University
“มันเหมือนกับบัลเล่ต์” การ์เซีย-อโนเวรอสกล่าวด้วยความเกรงใจขณะอธิบายการเคลื่อนไหวที่ประสานกันของเซลล์ภายในและภายนอก “ชั้นนอกหมอบและกระโดดและยกชั้นในเข้าไปในหูมากขึ้น หูเป็นอวัยวะที่สวยงาม ไม่มีอวัยวะอื่นใดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่เซลล์ถูกจัดตำแหน่งอย่างแม่นยำ (ฉันหมายถึงด้วยความแม่นยำระดับไมโครเมตร) มิฉะนั้นการได้ยินจะไม่เกิดขึ้น”
นักวิทยาศาสตร์จากทางตะวันตกเฉียงเหนือที่สลับยีนหลักพบว่าโปรแกรมเซลล์ขนในหูคือTBX2 เมื่อยีนแสดงออก เซลล์จะกลายเป็นเซลล์ขนชั้นใน เมื่อยีนถูกปิดกั้น เซลล์จะกลายเป็นเซลล์ขนชั้นนอก ความสามารถในการผลิตหนึ่งในเซลล์เหล่านี้จะต้องใช้ยีนค็อกเทล García-Añoverosกล่าว ยีนATOH1และGF1จำเป็นในการสร้างเซลล์ขนประสาทหูจากเซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์ขน จากนั้นTBX2จะถูกเปิดหรือปิดเพื่อสร้างเซลล์ภายในหรือภายนอกที่จำเป็น
เป้าหมายจะเป็นการสร้างโปรแกรมเซลล์รองรับใหม่ ซึ่งถูกประสานระหว่างเซลล์ของเส้นผมและจัดให้มีการรองรับโครงสร้าง เข้าไปในเซลล์ผมด้านนอกหรือด้านใน
García-Añoveros กล่าวว่า “ตอนนี้เราสามารถหาวิธีสร้างเซลล์ผมชั้นในหรือชั้นนอกโดยเฉพาะได้ และระบุได้ว่าทำไมเซลล์หลังจึงมีแนวโน้มที่จะตายและทำให้เกิดอาการหูหนวก” เขาเน้นว่างานวิจัยนี้ยังอยู่ในขั้นทดลอง
ข้อมูลอ้างอิง: “Tbx2 เป็นตัวควบคุมหลักของการสร้างความแตกต่างของเซลล์ขนภายในและภายนอก” โดย Jaime García-Añoveros, John C. Clancy, Chuan Zhi Foo, Ignacio García-Gómez, Yingjie Zhou, Kazuaki Homma, Mary Ann Cheatham และ Anne Duggan, 4 พฤษภาคม 2022 ธรรมชาติ .
ดอย: 10.1038/s41586-022-04668-3
ผู้เขียน Northwestern คนอื่น ๆ ได้แก่ Anne Duggan ผู้เขียนร่วม, PhD, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิสัญญีวิทยา; John C. Clancy ช่างเทคนิควิจัยในห้องปฏิบัติการ García-Añoveros และ Duggan; Chuan Zhi Foo นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาใน Driskill Graduate Program in Life Sciences (DGP); Ignacio GarcíaGómez,
PhD, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิสัญญีวิทยา; Yingji Zhou, PhD, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านประสาทวิทยา; Kazuaki Homma, PhD, ผู้ช่วยศาสตราจารย์โสตศอนาสิกวิทยา – การผ่าตัดศีรษะและคอ; และ Mary Ann Cheatham, PhD, ศาสตราจารย์ด้านการวิจัยด้านการสื่อสารในวิทยาลัยศิลปะและวิทยาศาสตร์ Weinberg f-narita.com
