Un nou studiu arată că peștii-zebră și șopârlele își pot regenera auzul

Un nou studiu realizat de oamenii de știință de la USC Stem Cell (California, SUA) arată cum anumite animale, cum ar fi peștele-zebră și șopârlele, își pot regenera auzul prin reactivarea regulatorilor genici adormiți.

Descoperirea oferă o perspectivă asupra mecanismelor care ar putea ajuta într-o zi oamenii să se vindece de pierderea auzului și de tulburările de echilibru.

Condusă de Tuo Shi, Ksenia Gnedeva și Gage Crump de la Școala de Medicină Keck din cadrul USC, cercetarea se concentrează pe două tipuri de celule esențiale ale urechii interne: celulele senzoriale, care detectează sunetul, și celulele de susținere, care asigură suportul structural și funcțional.

Spre deosebire de oameni și alte mamifere, speciile regenerative își pot transforma celulele de sprijin în celule senzoriale pentru a restabili auzul după deteriorare.

„Prin compararea a două vertebrate regenerative diferite – pești-zebră și șopârle – cu vertebrate non-regenerative, cum ar fi șoarecii, am descoperit ceva fundamental pentru modul în care celulele senzoriale pot fi înlocuite pentru a restabili auzul la unele vertebrate”, a declarat Crump.

Echipa a investigat modul în care genomul acestor animale este organizat pentru a permite o regenerare atât de remarcabilă. Studiind urechile interne ale peștelui-zebră și ale șopârlelor anolis – ambele capabile să regenereze celulele senzoriale – au comparat elementele de control ale ADN-ului lor, denumite „potențatori”, cu cele ale șoarecilor, cărora le lipsește această capacitate regenerativă, scrie InterestingEngineering.

Două tipuri de celule esențiale ale urechii interne

Amplificatorii sunt regiuni ale ADN-ului care stimulează expresia anumitor gene. La speciile regenerative, anumiți potențatori se activează după leziuni, amplificând producția unei proteine numite ATOH1. Această proteină inițiază activarea genelor necesare pentru crearea de noi celule senzoriale.

Utilizând CRISPR, cercetătorii au șters cinci potențatori cheie la peștele-zebră. Rezultatul a fost o afectare semnificativă atât a dezvoltării celulelor senzoriale în timpul stadiilor embrionare, cât și a regenerării acestora după deteriorare.

„În trecut, ștergerea potențatorilor individuali de cele mai multe ori nu are un efect prea mare”, a declarat Crump. „Dar prin țintirea tuturor celor cinci potențatori la peștele-zebră, am descoperit rolul lor critic atât în dezvoltare, cât și în regenerare”.

Echipa a descoperit că șoarecii posedă potențatori similari care funcționează în timpul dezvoltării embrionare. Cu toate acestea, spre deosebire de peștii-zebră și de șopârle, mamiferele își pierd capacitatea de a menține acești intensificatori într-o configurație „deschisă” la vârsta adultă. Această configurație închisă împiedică celulele de sprijin din urechea internă a mamiferelor să înlocuiască celulele senzoriale deteriorate, oprind efectiv regenerarea.

Implicații pentru tratarea pierderii auzului

„Ceea ce am descoperit este că tipurile de celule surori din vertebratele regenerative mențin enhanceri deschiși de la dezvoltare până la stadiul de adult, permițând astfel acestor celule înrudite să se înlocuiască reciproc în urma unei leziuni”, a declarat Crump.

Interesant, studiul a constatat că delețiile genetice au afectat celulele senzoriale din urechea internă a peștelui-zebră, dar nu și din linia laterală, un organ separat specializat pentru detectarea mișcării apei. Această specificitate evidențiază rolul precis și localizat al acestor potențatori în celulele legate de auz.

Aceste descoperiri deschid calea pentru potențiale terapii menite să restabilească auzul la om. Prin utilizarea unor tehnici țintite pentru a „debloca” acești intensificatori în genomul uman, oamenii de știință ar putea stimula regenerarea celulelor senzoriale din urechea internă.

„În viitor, strategiile specifice de deschidere a acestor amplificatori în urechea internă umană ar putea fi utilizate pentru a stimula capacitățile noastre naturale de regenerare și pentru a inversa pierderea auzului”, a declarat Crump.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Ce ar fi fost un sunet misterios auzit în apele Antarcticii în anii ’60?

Cum respiră sub apă o șopârlă parcă desprinsă din desenele animate?

Iată robotul-șopârlă care va explora planeta Marte!

O şopârlă cu solzi din Madagascar scapă de prădători prin a se dezbrăca