Zapobieganie utracie komórek rzęsatych i pogorszeniu słuchu
Czy embriony, komórki rzęsate i słuch a ze sobą powiązane? Okazuje się, że tak. „Komórki rzęsate w uchu wewnętrznym rozwijają się u ludzi w stadium embrionalnym”, mówi David Sprinzak, badacz z Uniwersytetu w Tel-Awiwie. Te wysoce wyspecjalizowane komórki odpowiadają za przekształcanie drgań akustycznych w sygnały elektryczne. Sygnały te są następnie przekazywane do mózgu, gdzie są przekształcane w dźwięki, które słyszymy. Niestety, z wiekiem zaczynamy tracić te komórki, a wraz z nimi zdolność do prawidłowego słyszenia. Jednak wkrótce może się to zmienić, częściowo dzięki pracom prowadzonym w ramach finansowanego ze środków UE projektu MorphoNotch. Zespół projektu, prowadzonego przez Sprinzak Lab przy wsparciu ze strony Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych, bada procesy, w których powstają komórki rzęsate podczas rozwoju embrionalnego. „Jeśli zrozumiemy, jak powstają te komórki, być może będziemy w stanie je zregenerować i w ten sposób leczyć utratę słuchu lub nawet jej zapobiegać”, wyjaśnia Sprinzak.
Szlak sygnałowy Notch w centrum uwagi
Istotą projektu jest próba zrozumienia, w jaki sposób komórki rzęsate w uchu wewnętrznym układają się w charakterystyczny sposób w czterech rzędach podczas rozwoju embrionalnego. Sprinzak uważa, że jest to ważne dla prawidłowego funkcjonowania ucha wewnętrznego. „Chcieliśmy bliżej przyjrzeć się temu, jak tak ważna i złożona struktura powstaje podczas rozwoju embrionalnego”, mówi naukowiec. Zespół badaczy skupił się na szlaku sygnałowym Notch, który odgrywa kluczową rolę w różnicowaniu i warunkowaniu sąsiednich komórek u zwierząt. „W szczególności badaliśmy wzajemne oddziaływania szlaku sygnałowego Notch i sił mechanicznych, które warunkują rozwój ucha wewnętrznego u ssaków”, dodaje Sprinzak.
Organizacja komórek w trakcie rozwoju embrionalnego
Z badań wynika, że szlak sygnałowy Notch kieruje powstawaniem początkowo nieuporządkowanej struktury komórek rzęsatych. Komórki te następnie reorganizują się w uporządkowany sposób w procesie analogicznym do tworzenia się kryształu, który jest przedmiotem badań z dziedziny fizyki atomowej. „Opisaliśmy nowy mechanizm rozwojowy organizacji komórek podczas rozwoju embrionalnego”, podkreśla Sprinzak. Najważniejszym odkryciem projektu było jednak to, że te dwa procesy, różnicowanie komórek rzęsatych kontrolowane przez szlak sygnałowy Notch i reorganizacja komórek na skutek działania sił mechanicznych, są ze sobą ściśle powiązane. „Udało nam się zidentyfikować fundamentalny proces, który ma wpływ na rozwój wielu innych tkanek i narządów, jestem bardzo dumny z tego odkrycia”, komentuje badacz.
Nowe podejścia terapeutyczne do leczenia utraty słuchu
Po zdobyciu wiedzy na temat powstawania komórek rzęsatych Sprinzak przekierowuje swoją uwagę na badania nad redukcją ubytków słuchu. „Opracowywanie metod indukowania regeneracji sensorycznych komórek rzęsatych w uchu wewnętrznym to szalenie interesująca dziedzina”, dodaje badacz. Sprinzak jest przekonany, że pomysły przedstawione w ramach projektu MorphoNotch odegrają w niej zasadniczą rolę. „Nasze odkrycia mogą przyczynić się do opracowania nowych podejść terapeutycznych w leczeniu niedosłuchu”, podsumowuje uczony.
Słowa kluczowe
MorphoNotch, komórki rzęsate, utrata słuchu, ucho wewnętrzne, rozwój embrionalny, szlak sygnałowy Notch
