Гены, связанные с потерей слуха, визуализированы в новом исследовании


Исследователи из Уппсальского университета смогли задокументировать и визуализировать гены, связанные с потерей слуха, во внутреннем ухе человека в уникальном совместном исследовании отохирургов и генетиков. Полученные данные показывают, что отдельные субклеточные структуры в человеческом органе слуха, улитке, участвуют в изменении риска возрастной потери слуха среди населения. Исследование опубликовано в BMC Медицина.

Потеря слуха – потенциально изнурительное состояние, от которого страдают более 1,23 миллиарда человек во всем мире. Наиболее распространенная форма потери слуха, которая составляет 90% всех случаев, связана с дегенеративными эффектами старения на слух, т. Е. С возрастной потерей слуха или пресбиакузисом. Однако молекулярные механизмы, лежащие в основе развития возрастной потери слуха и индивидуальных различий в рисках, недостаточно изучены.

В текущем исследовании было налажено уникальное сотрудничество между отологами и генетиками из Упсальского университета, что позволило провести функциональные последующие исследования генов-кандидатов из общегеномных ассоциативных исследований (GWAS) с использованием иммуногистохимии в улитке человека.

«Улитка, и в частности орган слуха, кортиев орган, является очень уязвимой структурой, которую трудно анализировать, поскольку она окружена самой твердой костью в теле», – говорит Хельге Раск-Андерсен, доктор медицины и старший профессор Отделение хирургических наук. «Мы смогли изучить некоторые из молекулярных компонентов человеческого слуха, которые имеют решающее значение для преобразования звука в нервные электрические импульсы».


Было обнаружено, что генетические варианты в 67 регионах генома способствуют повышенному риску возрастной потери слуха. Полногеномные ассоциации (GWAS) по признакам, связанным со слухом, были выполнены в британском биобанке, в котором приняли участие полмиллиона участников из Великобритании. Генетические ассоциации трудно интерпретировать сами по себе, и часто требуются дополнительные эксперименты, прежде чем можно будет сделать вывод о причинных генах.

«Это потрясающая возможность иметь возможность следить за нашими открытиями в образцах улитки человека, поскольку существуют молекулярные различия между органом слуха человека и других млекопитающих», – говорит Матиас Раск-Андерсен, доцент кафедры иммунологии и генетики. и патология.

-кандидаты из GWAS были визуализированы с помощью иммунофлуоресцентных антител и микроскопии со структурированным освещением сверхвысокого разрешения (SR-SIM) доктором Вэй Лю, доктором медицины и доцентом отделения хирургических наук. Несколько белков наблюдались в спиральном ганглии, который содержит тела нейронных клеток, которые иннервируют волосковые в кортиевом органе и переносят нейрональные импульсы в мозг через кохлеарный нерв.

Исследователи также смогли визуализировать связанные с потерей слуха в дискретных субклеточных доменах в волосковых клетках, впервые у людей, такие как TRIO и F-актин-связывающий белок (TRIOBP) в пучках волос (стереоцилии) и белок, содержащий только домен LIM. 7 (LMO7) в кутикулярной пластинке, которая представляет собой богатую актином структуру, которая прикрепляет стереоцилии к телу клетки. Стереоцилии – это микроскопические или наноразмерные «волоски», которые выступают из волосковых клеток кортиева органа. Они реагируют на механические колебания звуков, которые достигают нас и передаются и усиливаются от барабанной перепонки к внутреннему уху небольшими костями среднего уха.

Взятые вместе, результаты текущего исследования демонстрируют, что общие генетические вариации, связанные с возрастной потерей слуха, влияют на структуры улитки, в частности на нейронные отростки спирального ганглия, но также и на структуры, непосредственно участвующие в передаче механических стимулов на нейронные импульсы. Эти знания могут помочь лучше понять биологические механизмы, которые приводят к возрастной потере слуха, и разработать стратегии профилактики, такие как новые фармакологические методы лечения.