Полученные данные свидетельствуют о том, что несколько одобренных FDA лекарств, таких как обычные лекарства от диабета и анестетики, могут защитить от потери слуха, связанной с шумом, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Cell Reports.
Все больше людей страдают от потери слуха из-за воздействия громких звуков тяжелой техники, концертов или взрывов. Поэтому ученые работают над тем, чтобы понять механизм нарушения слуха.
Теперь группа исследователей из Медицинской школы Университета Мэриленда (UMSOM) опубликовала интерактивный онлайн-атлас, в котором представлены изменения уровней РНК в различных типах клеток ушей мышей после повреждения из-за громкого шума. Эти изменения в уровнях РНК известны как изменения «экспрессии генов».
После того, как они определили более широкие тенденции в экспрессии генов после повреждения, ученые UMSOM затем провели поиск в базе данных одобренных FDA лекарств, чтобы найти те, которые, как известно, производят паттерны, противоположные тем, которые вызваны шумом. На основе этого анализа исследовательские группы определили несколько лекарств-кандидатов, которые могут предотвратить или вылечить повреждение и, в конечном итоге, сохранить слух.
«Как отоларинголог, хирург-ученый, я наблюдаю пациентов с потерей слуха из-за возраста или шумового повреждения, и я хочу помочь предотвратить или даже обратить вспять нарушение слуха, - сказала руководитель исследования Ронна Герцано - доктор медицинских наук, профессор оториноларингологии, хирургии головы и шеи, анатомии и нейробиологии в UMSOM и аффилированный член Института геномных наук UMSOM. - Наш расширенный анализ дает нам очень конкретные возможности для продолжения будущих исследований, а также предоставляет энциклопедию, которую другие исследователи могут использовать в качестве ресурса для изучения потери слуха».
Команда добавила свои новейшие данные о потере слуха, вызванной шумом, в gEAR - Gene Expression Analysis Resource - инструмент, разработанный ее лабораторией, который позволяет исследователям, не обученным информатике, просматривать данные об экспрессии генов (опубликованные ранее этим летом).
Доктор Герцано объяснил, что внутреннее ухо напоминает раковину улитки с отдельными жидкостными отсеками и сенсорными клетками по всей его длине. Ухо работает как батарея с градиентом ионов между жидкостными отсеками, который создается боковой стенкой корпуса за счет добавления калия. Сенсорные клетки улавливают звук, а затем связываются с нейронами, которые взаимодействуют с мозгом, чтобы интерпретировать сигнал. Сенсорные клетки окружены опорными клетками. Во внутреннем ухе также есть резидентные иммунные клетки, защищающие его от инфекции.
Научный руководитель Беатрис Милон, доктор философии, в лаборатории доктора Герцано сначала провела анализ сенсорных клеток и поддерживающих клеток уха у мышей. Она собрала данные об изменениях экспрессии генов до и после повреждения шумом. После того, как их исследование стало известно другим исследователям в своей области, команда заслушала мнение ученых из Decibel Therapeutics (во главе с Джо Бернсом, PhD) и Каролинского института (во главе с доктором наук Барбарой Канлон), у которых были данные об экспрессии генов от нейронов внутреннего уха, боковых стенок и иммунных клеток до и после повреждения шумом. Затем команды объединили наборы данных и провели анализ.
Биоинформатический анализ проводился Эльдадом Шульманом – магистром из лаборатории Рана Элкона в Тель-Авивском университете, экспертом по биоинформатике, который уже более двух десятилетий работает вместе с доктором Герцано. Вместе они используют передовые вычислительные методы и комбинируют их с биологическими знаниями для анализа и интерпретации данных, обеспечивая действенную информацию в области исследования слуха.
Доктор Герцано говорит, что это было настолько важно, что они смотрели на клеточно-специфический уровень, а не на все ухо, потому что они обнаружили, что большинство изменений экспрессии генов были специфичны только для одного или двух типов клеток.
«Мы ожидали, что подмножество нейронов, обычно чувствительных к шуму и старению, будет иметь «плохие» изменения в генах, чтобы мы могли противостоять им с помощью лекарств, но этого не было, - сказал доктор Герцано. - Напротив, мы обнаружили, что подмножество нейронов, устойчивых к шумовой травме, включает программу, которая защищает их, в то время как у очень чувствительных нейронов экспрессия генов незначительно изменяется. В настоящее время мы изучаем подходы, чтобы вызвать защитные изменения в чувствительных к шуму нейронах, чтобы предотвратить их потерю из-за шума и старения».
В другом примере исследователи обнаружили, что только один из четырех обнаруженных типов иммунных клеток показал значительные различия в экспрессии генов. Кроме того, гены, связанные с иммунитетом, были обнаружены во всех типах клеток внутреннего уха после повреждения шумом, причем многие из них контролировались двумя ключевыми регуляторами.
Исследовательская группа взяла общие тенденции экспрессии генов и подключила их к DrugCentral - базе данных известных молекулярных ответов на лекарства, одобренные FDA, специально для поиска изменений, которые были бы противоположны тем, которые происходят в поврежденных шумом клетках. Они определили лекарство от диабета метформин в качестве потенциального кандидата, а также некоторые ингаляционные анестетики, используемые в хирургических операциях, и другие лекарства.
«Слуховые аппараты и кохлеарные имплантаты используются для облегчения потери слуха, однако не существует методов лечения или предотвращения потери слуха, - сказал Э. Альберт Рис - доктор медицины, доктор философии, магистр делового администрирования, исполнительный вице-президент по медицинским вопросам UM Baltimore. а также заслуженные профессора Джона З. и Акико К. Бауэрс и декан UMSOM. – Дальнейшие исследования могут в конечном итоге привести к разработке лекарств для предотвращения потери слуха, вызванной производственным шумом, например, у заводских рабочих, а также к изменениям в стандартизации протоколов анестезии при хирургических вмешательствах на ухе, особенно в процедурах сохранения слуха».
[Фото: eurekalert.org]
