Valgu avastamine võib viia uute kuulmislangusravideni
Uus hiirte geeniuuring on tuvastanud kaks valku, mis aitavad korraldada sisekõrva helilaineid võtvaid juukserakke.
Baltimore'is asuva Johns Hopkinsi meditsiinikooli teadlased arvavad, et nende leiud võivad olla võtmeks kahjustatud juukserakkudest tuleneva kuulmislanguse tagasipööramiseks.
Värske ajakirja paber eLife annab uurimisest täieliku ülevaate.
"Meie valdkonna teadlased," ütleb Johns Hopkinsi neuroteaduste dotsent, doktor Angelika Doetzlhofer, "on pikka aega otsinud molekulaarseid signaale, mis käivitavad heli tajuvate ja edastavate juukserakkude moodustumise."
"Need juukserakud on kuulmislanguse peamine tegija ja nende arengust lähemalt teadmine aitab meil välja mõelda viise, kuidas kahjustatud juukserakke asendada," lisab ta.
Imetajatel tugineb kuulmisvõime kahte tüüpi rakkudele, mis tuvastavad heli: sise- ja väliskarvad.
Mõlemat tüüpi juukserakud on sisekõrva siseküljel, spiraalse kujuga õõnes sisekõrvas. Juukserakud moodustavad selge mustri, mis koosneb kolmest välimisest rakust ja ühest sisemisest rakust.
Rakud tajuvad helilaineid, kui nad mööda kestalaadset struktuuri liiguvad ja edastavad teavet ajju.
Juukserakkude areng ja kaotus
Enam kui 90% kuulmislangusest põhjustavad probleemid juukserakkude ja neid ajuga ühendavate närvidega.
Enamikul imetajatel ja lindudel on võimalus kaotatud või kahjustatud juukserakke automaatselt asendada, kuid inimestel seda ei juhtu. Kui oleme kaotanud juukserakud, tundub, et kuulmislangus on pöördumatu.
Juukserakkude tootmine kollakas embrüo arengu ajal on väga organiseeritud ja keeruline protsess, mis hõlmab täpset ajastust ja asukohta.
Protsess algab siis, kui välise simpati ebaküpsed rakud muunduvad täielikult moodustunud juukserakkudeks.
Välisest simest alates kulgeb korrapärane muundumine lainena mööda spiraali sisemist voodrit, kuni see jõuab sisimasse piirkonda.
Kuigi teadlased on juukserakkude moodustamisest palju avastanud, on molekulaarsed signaalid, mis kontrollivad raku täpset mustrit, jäänud ebaselgeks.
Kuidas panevad signaalid protsessi õige osa õigel ajal toimuma, et „edendada kuulmismeele diferentseerumist ja juhendada selle astmelist mustrit?”
Signaalvalgud ja gradiendid
Küsimusele vastamiseks uurisid Doetzlhofer ja tema kolleegid hiire embrüote kohleaarset arengut. Nad uurisid signaalvalke, mis mängivad rolli juukserakkude moodustumises arenevas simpeksas.
Kaks teadlaste uuritud valku köitsid nende tähelepanu: Activin A ja follistatiin.
Nad nägid, kuidas kahe valgu tase muutus eellasrakkude muundumisel küpseteks juukserakkudeks mööda košleenspiraali sisemust.
Valgu tase näis varieeruvat sõltuvalt arengumudeli ajastusest ja asukohast.
Kui ebaküpsed rakud hakkasid arenema juukserakkudeks, oli aktiviini A tase madal, kui ebaküpsed rakud olid spiraali sisemises osas, kus ebaküpsed rakud polnud veel transformeeruma hakanud.
Autorid viitavad sellistele kõrge kuni madala valgusisalduse muutustele kui signaaligradiendid.
"Signaaligradientidel on fundamentaalne roll kasvu ja diferentseerumise kontrollimisel embrüonaalse arengu ajal," märgivad nad.
Need kaks valku "töötavad vastupidisel viisil"
Kui Activin A signaaligradient läks ühte suunda, liikudes lainesse, mis läks sissepoole, siis follistatiini signaaligradient läks teistpidi, nagu laine, mis liikus väljapoole.
"Looduses teadsime, et Activin A ja follistatiin toimivad rakkude reguleerimiseks vastupidisel viisil," selgitab Doetzlhofer.
Need leiud näivad viitavat sellele, et need kaks valku kontrollivad juukserakkude täpset ja õrna arengut mööda kohleaarspiraali, tasakaalustades üksteist.
Edasine uurimine nii tavaliste kui ka geneetiliselt muundatud hiirte abil kinnitas seda arusaama.
Aktiviin A sisalduse suurenemine normaalsete hiirte prillides pani juukserakud liiga kiiresti küpsema.
Vastupidi, juukserakud tekkisid liiga hilja geneetiliselt muundatud hiirtel, kes kas tootsid liiga palju follistatiini või ei tootnud üldse Activin A-d. Tulemuseks oli karvarakkude korrastamata muster košleenspiraali siseküljel.
"Aktiviin A ja follistatiini toime on arengu ajal nii täpselt ajastatud, et mis tahes häired võivad negatiivselt mõjutada kollakujulist organismi."
Angelika Doetzlhofer, Ph.D.
Doetzlhofer soovitab, et leiud võivad viia uute ravimeetoditeni kuulmisravi taastamiseks, mis muutub juukserakkude kadumise tõttu nõrgaks.
