Los científicos del laboratorio de células madre de la USC de Neil Segil han identificado una barrera natural para la regeneración de las células sensoriales del oído interno, que se pierden en los trastornos de la audición y el equilibrio. Superar esta barrera puede ser un primer paso para devolver las células del oído interno aun estado similar al de un recién nacido que está preparado para la regeneración, como se describe en un nuevo estudio publicado en Célula de desarrollo.
"La pérdida auditiva permanente afecta a más del 60 por ciento de la población que alcanza la edad de jubilación", dijo Segil, que es profesor en el Departamento de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa, y en el Departamento de Otorrinolaringología Tina y Rick Caruso de la USC -Cirugía de cabeza y cuello. "Nuestro estudio sugiere nuevos enfoques de ingeniería genética que podrían usarse para canalizar parte de la misma capacidad regenerativa presente en las células embrionarias del oído interno".
En el oído interno, el órgano auditivo, que es la cóclea, contiene dos tipos principales de células sensoriales: "células ciliadas" que tienen proyecciones celulares similares a pelos que reciben vibraciones sonoras; y las llamadas "células de apoyo" que jueganroles estructurales y funcionales importantes.
Cuando las delicadas células ciliadas sufren daños por ruidos fuertes, ciertos medicamentos recetados u otros agentes dañinos, la pérdida auditiva resultante es permanente en los mamíferos más viejos. Sin embargo, durante los primeros días de vida, los ratones de laboratorio conservan la capacidad de mantener las célulaspara transformarse en células ciliadas a través de un proceso conocido como "transdiferenciación", que permite la recuperación de la pérdida auditiva. A la semana de edad, los ratones pierden esta capacidad regenerativa, que también se pierde en los humanos, probablemente antes del nacimiento.
Sobre la base de estas observaciones, el investigador posdoctoral Litao Tao, PhD, el estudiante de posgrado Haoze Vincent Yu y sus colegas observaron más de cerca los cambios neonatales que hacen que las células de apoyo pierdan su potencial de transdiferenciación.
En las células de apoyo, los cientos de genes que instruyen la transdiferenciación en las células ciliadas normalmente se desactivan. Para activar y desactivar los genes, el cuerpo se basa en moléculas activadoras y represivas que decoran las proteínas conocidas como histonas. En respuesta a estas decoraciones conocidascomo "modificaciones epigenéticas", las proteínas histonas envuelven el ADN en cada núcleo celular, controlando qué genes se activan al estar envueltos de manera suelta y accesibles, y cuáles se desactivan al estar bien envueltos e inaccesibles. De esta manera,Las modificaciones epigenéticas regulan la actividad genética y controlan las propiedades emergentes del genoma.
En las células de soporte de la cóclea del ratón recién nacido, los científicos encontraron que los genes de las células ciliadas estaban suprimidos tanto por la falta de una molécula activadora, H3K27ac, como por la presencia de la molécula represiva, H3K27me3. Sin embargo, al mismo tiempo, enlas células de soporte del ratón recién nacido, los genes de las células ciliadas se mantuvieron "preparados" para activarse por la presencia de una decoración de histona aún diferente, H3K4me1. Durante la transdiferenciación de una célula de soporte a una célula ciliada, la presencia de H3K4me1 es crucial para activar la correctagenes para el desarrollo de las células ciliadas.
Desafortunadamente, con la edad, las células de soporte de la cóclea perdieron gradualmente H3K4me1, lo que las hizo salir del estado cebado. Sin embargo, si los científicos agregaban un fármaco para prevenir la pérdida de H3K4me1, las células de soporte permanecían temporalmente preparadas para la transdiferenciación. Del mismo modo,las células de soporte del sistema vestibular, que naturalmente mantenían H3K4me1, todavía estaban preparadas para la transdiferenciación a la edad adulta.
"Nuestro estudio plantea la posibilidad de utilizar fármacos terapéuticos, edición de genes u otras estrategias para realizar modificaciones epigenéticas que aprovechen la capacidad regenerativa latente de las células del oído interno como una forma de restaurar la audición", dijo Segil. Es posible que se realicen modificaciones epigenéticas similarestambién resultan útiles en otros tejidos que no se regeneran, como la retina, los riñones, los pulmones y el corazón ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Medicina Keck de la USC . Original escrito por Cristy Lytal. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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