En un aparente primer lugar, los investigadores del Hospital de Investigación Infantil St. Jude han utilizado la manipulación genética para regenerar las células ciliadas auditivas en ratones adultos. La investigación marca un posible avance en el tratamiento de la pérdida auditiva en humanos. El estudio aparece en la revista Informes de celda .
La pérdida de células ciliadas auditivas debido a la exposición prolongada a ruidos fuertes, accidentes, enfermedades, envejecimiento o medicamentos es una de las principales causas de pérdida auditiva y discapacidad a largo plazo en adultos de todo el mundo. Algunos sobrevivientes de cáncer infantil también están en riesgo debido a las células ciliadasdaño debido a ciertos agentes de quimioterapia. El tratamiento se ha centrado en dispositivos electrónicos como audífonos o implantes cocleares porque una vez que se pierden, las células ciliadas auditivas humanas no vuelven a crecer.
"En este estudio, buscamos respuestas en la Madre Naturaleza y fuimos recompensados", dijo el autor correspondiente Jian Zuo, Ph.D., miembro del Departamento de Neurobiología del Desarrollo de St. Jude. "A diferencia de los humanos, el cabello auditivolas células se regeneran en peces y pollos. El proceso implica la regulación por disminución de la expresión de la proteína p27 y la regulación por aumento de la expresión de la proteína Atoh1. Así que probamos el mismo enfoque en ratones especialmente criados ".
Al manipular los mismos genes, Zuo y sus colegas indujeron a las células de soporte ubicadas en el oído interno de los ratones adultos a adoptar la apariencia de células ciliadas inmaduras y comenzar a producir algunas de las proteínas características de las células ciliadas.
Los científicos también identificaron una ruta genética para la regeneración de las células ciliadas y detallaron cómo las proteínas en esa ruta cooperan para fomentar el proceso. La ruta incluye las proteínas GATA3 y POU4F3 junto con p27 y ATOH1. De hecho, los investigadores descubrieron que POU4F3 solo era suficientepara regenerar las células ciliadas, pero que se regeneraron más células ciliadas cuando estaban involucrados tanto ATOH1 como POU4F3.
"El trabajo en otros órganos ha demostrado que la reprogramación de las células rara vez se logra mediante la manipulación de un solo factor", dijo Zuo. "Este estudio sugiere que las células de apoyo en la cóclea no son una excepción y pueden beneficiarse de las terapias que se dirigen a las proteínas identificadas en esteestudiar."
Los hallazgos tienen implicaciones para un ensayo clínico de fase 1 actualmente en curso que usa terapia génica para reiniciar la expresión de ATOH1 para regenerar las células ciliadas para el tratamiento de la pérdida auditiva.
ATOH1 es un factor de transcripción necesario para el desarrollo de las células ciliadas. En humanos y otros mamíferos, el gen se desactiva cuando se completa el proceso. En humanos, la producción de ATOH1 cesa antes del nacimiento.
"Este estudio sugiere que apuntar a p27, GATA3 y POU4F3 puede mejorar el resultado de la terapia génica y otros enfoques que apuntan a reiniciar la expresión de ATOH1", dijo Zuo.
La investigación también reveló un papel novedoso para p27. La proteína es mejor conocida por servir como un control de la proliferación celular. Sin embargo, en este estudio p27 suprimió la producción de GATA3. Dado que GATA3 y ATOH1 trabajan juntos para aumentar la expresión de POU4F3, reduciendo GATA3los niveles también redujeron la expresión de POU4F3. Cuando se eliminó el gen p27 en ratones, los niveles de GATA3 aumentaron junto con la expresión de POU4F3. La regeneración de las células ciliadas también aumentó.
"El trabajo continúa identificando los otros factores, incluidas las moléculas pequeñas, necesarias no solo para promover la maduración y la supervivencia de las células ciliadas recién generadas, sino también para aumentar su número", dijo Zuo.
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Materiales proporcionado por Hospital de investigación infantil St. Jude . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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