Стремясь вылечивать глухоту, стэнфордские ученые создают функциональные внутренние ушные клетки

Глубоко в ухе, специальные клетки звонили, волосковые клетки выявляют колебания в воздухе и переводят их на звук. Десять лет назад Стефан Хеллер, врач философии, учитель отоларингологии в Медицинской школе Стэнфордского университета, придумал идею, что, если бы Вы имели возможность бы создать эти клетки в лаборатории от стволовых клеток, это имело бы громадное значение для помощи ученым осознать молекулярное основание слушания, дабы развить лучшее лечение для глухоты.По окончании лет работы лаборатории исследователи в лаборатории Хеллера сообщили в проблеме 14 мая Клетки, что они нашли метод развить клетки мыши, наблюдающие и действующие совершенно верно так же, как внутренние ушные волосковые клетки животного – опора к нашему слуху и балансу – в чашке Петри.

Если они смогут потом усовершенствовать рецепт, дабы генерировать волосковые клетки в миллионах, он имел возможность бы привести к большим научным и клиническим удачам на протяжении пути к исцелению глухоты в будущем, сообщили они.«Это дает нам настоящую надежду, что имела возможность бы быть некая терапия для регенерации волосковых клеток», сообщил Дэвид Кори, врач философии, учитель нейробиологии в Гарвардском университете, не вовлеченный в изучение. «Имело возможность потребоваться десятилетие либо больше, но это – возможность».

Применяя обе эмбриональных стволовых клетки от мышей, и повторно запрограммированных фибробластов мыши (тип довольно недифференцированной клетки, отысканной во многих частях тела), исследователи воображают постепенного экскурсовода о том, как уговорить эти клетки в чувствительные клетки, в большинстве случаев живущие во внутреннем ухе.«Мы знали, что это вправду трудилось, в то время, когда мы видели их в электронном микроскопе», сообщил Хеллер. «Они вправду были похожи, что были более либо менее вынуты из уха».Люди рождаются с 30 000 кохлеарных и вестибулярных волосковых клеток за ухо. (В отличие от этого, одна сетчатка питает примерно 120 миллионов фоторецепторов.), В то время, когда большое количество этих клеток утрачены либо повреждены, утрата слуха происходит.

Главная причина определённых нарушений и потери слуха баланса пребывает в том, что – в отличие от вторых разновидностей, таких как птицы – другие млекопитающие и люди неспособны спонтанно вернуть эти клетки слушания.Потому, что население имеет в возрасте, и шумовое загрязнение стало более тяжелым, специалисты по здоровью сейчас оценивают, что один в трех взрослых по возрасту 65 развил утрату слуха препятствования из-за деструкции их ограниченное число волосковых клеток.Один из контрольно-пропускных пунктов к пониманию молекулярного основания слушания есть недостаточностью волосковых клеток, дешёвых для изучения, сообщил Хеллер.

Тогда как исследователям в конечном итоге будут необходимы человеческие волосковые клетки, версия мыши есть хорошей моделью для начальных фаз экспериментирования, сообщил он. В дополнение к применению эмбриональных стволовых клеток мыши исследователи применяли фибробласты, повторно запрограммированные, дабы вести себя как стволовые клетки: Они известны как вызванные плюрипотентные стволовые клетки либо клетки IPS.

«Отечественное изучение предлагает протокол, дабы генерировать миллионы функциональных волосковых клеток из возобновляемого источника», сообщил Хеллер. «Мы можем сейчас генерировать эти клетки и не должны проходить десятки мышей для единственного опыта. Это разрешает нам делать молекулярные изучения с намного более высокой эффективностью».Изучение детализирует, как исследователи преуспели в том, дабы уговорить клетки и клетки эмбриональные стволовые мыши IPS через разные фазы развития, происходящие в матке. По словам ведущего автора Казуо Ошимы, MD, доктора философии, учителя изучения в Стэнфорде, трудящегося в лаборатории Хеллера, они начали методом клеток и превращения стебля IPS в тип клеток, формирующих эктодерму молодого эмбриона – внешний слой эмбриона клеток, в конечном итоге дифференцирующихся во многие структуры и ткани, такие как клетки кожи и невроциты.

После этого они применяли определенные факторы роста, дабы преобразовать их в клетки «ушного прародителя» (ушной, свидетельствует ухо). И затем, они поменяли химический суп по блюду, так, дабы клетки, сгруппированные в образе, подобном волосковым клеткам и, развили стереореснитчатые связки, каковые кроме этого свойственны для волосковых клеток.«Мы наблюдали на то, как ухо начинается в эмбрионе, на развивающихся шагах, и имитировало эти шаги в блюде культуры», сообщил Хеллер.Волосковые клетки во внутреннем ухе содержат маленькие скопления похожих на волосы прогнозов, известных как стереоцилия.

Звуковые колебания заставляют стереоцилию сгибаться мало, приводя к механическим колебаниям, тогда преобразовывающиеся в электрохимический сигнал, что мозг интерпретирует как звук.Клетки в чашке Петри, при тщательном изучении, имели эту ту же структуру.

«Эти клетки имеют весьма интригующую структуру», сообщил Хеллер. «Они похожи, что у них имеется пучки волос стереоцилии».Что еще более принципиально важно, предстоящее изучение продемонстрировало, что клетки кроме этого ответили на механическую стимуляцию методом производства тока совершенно верно так же, как волосковые клетки. Применяя изучение, исследователи стимулировали связки и сделали запись позванного тока. Соавтор Энтони Риччи, врач философии, адъюнкт-доктор наук отоларингологии, был важен за данный ход работы.

Хеллер, фаворит в стволовой клетке, основанной изучение в области внутреннего уха, был сравнительно не так давно сосредоточен на двух дорогах для вероятных средств для глухоты: медикаментозное лечение – что мог быть столь же несложным как использование ушных пересадка – и капель стволовых клеток во внутреннее ухо.Оба дороги могли быть потом продвинуты свойством развить подобные волосковой клетке клетки, сообщил он. «Мы имели возможность сейчас проверить тысячи препаратов в блюде культуры», растолковал он. «Нереально достигнуть для того чтобы масштаба у животных. В течение примерно одного десятилетия мы имели возможность взять пользу этого типа показа».

Изучение лаборатории регенерации волосковых клеток для трансплантации во внутреннее ухо, дабы вылечить глухоту будет кроме этого длиться.«Мы сделали подобные волосковой клетке клетки в чашке Петри», заявил Осима. «Это – ответственный ход к формированию будущих способов лечения».

Изучение финансировалось грантами от Национального Университета Здоровья, Калифорнийского Университета Регенеративной Медицины и Нейробиологией Премии Болезней мозга от Фонда пожертвований Макнайта для Нейробиологии.Среди вторых Стэнфордских соавторов постдокторские ученые Куниу Шин, врач философии; Марк Динстубер, Мэриленд; и Энтони Пенг, врач философии.

Источник:Медицинский центр Стэнфордского университета


Блог Фенома