Исследование на мышах выявляет общие гены, участвующие в регенерации слуха и зрения

Согласно новому исследованию на мышах из лаборатории стволовых клеток Университета Южной Калифорнии (USC), возглавляемой Ксенией Гнедевой, Ph.D., опубликованному в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, те же гены могут быть ключом к регенерации клеток в ухе и глазу. «Пролиферация клеток-пренаторов в ответ на повреждения — это решающий шаг в регенерации сенсорных рецепторов, но этот процесс заблокирован в внутреннем ухе и сетчатке млекопитающих. Понимание генов, которые заставляют этот блок работать, позволит нам продвинуться в усилиях по восстановлению слуха и зрения у пациентов», — сказала Гнедева, доцент кафедры отоларингологии—хирургии головы и шеи и кафедры биологии стволовых клеток и регенеративной медицины Медицинской школы USC.

В исследовании, авторами которого являются Ева Яханшир и Хуан Льямас из лаборатории Гнедевой, была сосредоточена работа на группе взаимодействующих генов, называемых путём Hippo. Эти гены служат сигналом «остановить рост», который, как показала лаборатория, ингибирует пролиферацию клеток в ухе в процессе эмбрионального развития. В своих экспериментах ученые показали, что путь Hippo также подавляет регенерацию поврежденных сенсорных рецепторов в ухе и глазу взрослых мышей.

Ученые использовали экспериментальное вещество, которое их лаборатория разработала ранее для ингибирования ключевого белка пути Hippo: LATS1/2. При воздействии этого вещества в чашке Петри клетки-пренаторы, известные как поддерживающие клетки, начали пролиферировать в утрикуле — сенсорном органе внутреннего уха, который помогает поддерживать равновесие. Однако те же клетки не проявили реакции в органе Кортии, который является сенсорным органом слуха.

Затем ученые определили, что блокирует этот важный шаг в регенерации сенсорных клеток в органе Кортии — ген, кодирующий белок под названием p27Kip1, и показали, что этот ингибиторный белок также высок в сетчатке.

Они создали трансгенную мышь, в которой уровень p27Kip1 можно было снизить в внутреннем ухе и сетчатке, чтобы изучить, как это повлияет на пролиферацию клеток-пренаторов в обоих органах.

В этих мышах ингибирование пути Hippo эффективно вызвало пролиферацию поддерживающих клеток в органе Кортии, что является важным шагом к регенерации сенсорных клеток уха.

В сетчатке ингибирование пути Hippo вызвало пролиферацию клеток-пренаторов, известных как глия Мюллера. Удивительно, что ученые обнаружили, что некоторые потомки глии Мюллера, без дальнейших манипуляций, превращаются в сенсорные фоторецепторы и другие типы нейрональных клеток в сетчатке.
«Существуют данные, что уровни p27Kip1 снижаются после повреждений, что может дать краткосрочную возможность использовать соединение, подобное лекарственному, для ингибирования пути Hippo и стимулирования регенерации в ухе и глазу», — сказала Гнедева.

«Альтернативно, может быть возможно разработать другое соединение, подобное лекарственному, для снижения уровней p27Kip1. Таким образом, наши открытия выявили потенциальные новые цели для стимуляции регенерации как слуха, так и зрения».

Дополнительными соавторами являются Йиун Ким, Кевин Биу и Саньюкта Оук из лаборатории Гнедевой.