В экспериментах на мышах группа исследователей Калифорнийского университета в Сан-Франциско обнаружила ген, который играет важную роль в индуцированной шумом глухоте. Примечательно, что, введя экспериментальное химическое вещество, идентифицированное в отдельной лаборатории UCSF в 2013 году, которое воздействует на путь, связывающий этот ген с потерей слуха, они обнаружили, что они могут предотвратить индуцированную шумом глухоту у мышей, состояние, от которого страдают десятки миллионов человек. взрослых и около 17 процентов подростков в США.S.
Исследователи сказали, что препарат, аналогичный тому, который использовался в их исследовании, однажды может быть использован в качестве режима защиты слуха перед работой в шумной обстановке или походом на громкий концерт. Они также изучают, можно ли его принять вскоре после воздействия громкого шума для защиты слуха, например, когда солдаты подвергаются взрывам на поле боя.
Потеря слуха почти всегда вызвана экологическим или генетическим происхождением из-за повреждения органов чувств "волосковые клетки" в улитке, которые обнаруживают звуковые волны и передают слуховую информацию в мозг. В отличие от многих типов клеток в организме, если волосковые клетки умирают, они не могут восстанавливаться.
"Волосковые клетки умирают быстро, а улитка превращается в шрам – меняется вся структура улитки," сказал Дилан Чан, доктор медицинских наук.D., доцент кафедры отоларингологии в UCSF и соавтор новой статьи. "Чтобы восстановить слух, потребуется не только восстановить регенерацию волосковых клеток, но и воспроизвести эту точно настроенную механическую структуру. Лучший вариант – в первую очередь попытаться предотвратить гибель волосковых клеток."
Как сообщалось в выпуске Journal of Clinical Investigation от 15 октября 2018 г., исследователи во главе с Эллиоттом Шерром, доктором медицины, профессором неврологии и педиатрии UCSF, интересовались геном Tmtc4 из-за его потенциальной роли в развитии мозга. Когда команда удалила ген в эмбрионах мыши, они были удивлены, обнаружив, что через месяц после рождения мыши почти полностью перестали слышать.
"Наблюдение за тем, что эти мыши теряют слух, было случайным, поэтому мы взяли его, побежали с ним и действительно приземлились прямо на биологии," сказал Шерр. "Часто, когда вы проводите эксперименты, вы получаете намеки на то, что идете в правильном направлении, но буквально каждый эксперимент, который мы проводили, указывал нам в том же направлении. Мы смогли перейти от наблюдения к механизму и лечению за один промежуток времени, что было действительно захватывающе."
Белок Tmtc4 обычно играет роль в эндоплазматическом ретикулуме (ER), структуре внутри клетки, которая помогает регулировать производство большей части белка. Работая с Чаном, группа Шерра обнаружила, что потеря Tmtc4 в волосковых клетках улитки нарушает тонкий баланс кальция, который обычно существует между ER и остальной частью клетки, и запускает развернутый белковый ответ (UPR) – систему контроля качества, которая вызывает клетка для самоуничтожения, если она производит дефектные (и, возможно, опасные) белки. UPR спровоцировал самоубийство волосковых клеток, что в конечном итоге привело к полной глухоте.
Поскольку после рождения мыши могли нормально слышать, исследователи поняли, что они не имеют какой-либо формы врожденной глухоты. Вместо этого они подозревали, что быстрая потеря слуха, наблюдаемая у мышей с дефицитом Tmtc4, была связана с повышенной чувствительностью к нормальным звукам. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи подвергли нормальных мышей громкому звуку и обнаружили, что это вызывает гибель волосковых клеток, вызванную UPR, как это было у мышей, лишенных Tmtc4.
"Никто не доказал, что потеря слуха, вызванная шумом, связана с развернутым белковым ответом," сказал Чан. "Это действительно открывает большой потенциал для определения различных терапевтических вариантов и изучения того, как нацеливание на UPR может быть эффективным для многих видов потери слуха, для которых у нас действительно нет никаких методов лечения."
Чтобы предотвратить вызванную шумом потерю слуха у мышей, ученым нужно было каким-то образом заблокировать UPR и предотвратить самоуничтожение волосковых клеток. К счастью, они были прямо в коридоре от Питера Уолтера, доктора философии.D., профессор биохимии и биофизики в UCSF, чья лаборатория в 2013 году идентифицировала лекарство, которое делает именно это. Соединение, известное как ISRIB (для интегрированного ингибитора стрессовой реакции), подавляет часть UPR; было показано, что он устраняет нарушение памяти, вызванное черепно-мозговой травмой у мышей, и убивает агрессивные клетки рака простаты.
Предоставление мышам ISRIB до того, как они подверглись воздействию громкого шума, предотвратило повреждение волосковых клеток и вызванную шумом потерю слуха, и Шерр говорит, что теперь исследователи пытаются выяснить, будет ли это лечение полезным для предотвращения других типов потери слуха, в том числе возрастной. потеря слуха.
"Люди, которые становятся глухими по мере взросления, становятся очень изолированными. Есть много связанных с депрессией и повышенный риск развития деменции, поэтому у нас есть много веских причин, чтобы попытаться предотвратить потерю слуха в более позднем возрасте."