Рибата зебра може да помогне на хората да възстановят слухът си

Докато хората могат редовно да подменят определени клетки, като тези в кръвта и червата ни, не можем естествено да възстановим повечето други части на тялото. Например, когато малките сензорни космени клетки във вътрешното ни ухо са увредени, резултатът често е трайна загуба на слуха, глухота или проблеми с равновесието. За разлика от това, животни като риби, жаби и пилета регенерират сензорните космени клетки без усилие.

Сега учени от Института за медицински изследвания „Стоуърс“ са идентифицирали как два различни гена ръководят регенерацията на сензорните клетки при рибата зебра. Откритието подобрява разбирането ни за това как работи регенерацията при нея и може да насочи бъдещи изследвания върху загубата на слуха и регенеративната медицина при бозайници, включително хора.

„Бозайници като нас не могат да регенерират космените клетки във вътрешното ухо“, каза изследователят от Стоуърс, доктор Татяна Пиотровски, съавтор на изследването. „С напредване на възрастта или подлагането ни на продължително излагане на шум, ние губим слуха и равновесието си.“

Ново изследване от лабораторията „Пьотровски“, публикувано в Nature Communications на 14 юли 2025 г., се стреми да разбере как се регулира клетъчното делене, за да се насърчи регенерацията на космените клетки и да се поддържа стабилно снабдяване със стволови клетки. Воден от бившия изследовател на Стоуърс Марк Луш, екипът откри, че два различни гена, регулиращи клетъчното делене, контролират растежа на два ключови типа сензорни поддържащи клетки при рибата зебра. Откритието може да помогне на учените да проучат дали подобни процеси биха могли да бъдат задействани в човешките клетки в бъдеще.

„По време на нормалното поддържане и регенериране на тъканите, клетките трябва да се размножават, за да заменят клетките, които умират или се отделят – това обаче работи само ако има съществуващи клетки, които могат да се делят, за да ги заменят“, каза Пиотровски. „За да разберем как се регулира пролиферацията, трябва да разберем как стволовите клетки и тяхното потомство знаят кога да се делят и в кой момент да се диференцират.“

Рибите зебри са отлична система за изучаване на регенерацията. От главата до опашната им перка, по права линия, са разположени сетивни органи, наречени невромасти. Всеки невромаст прилича на чесновa скилидка с „космени клетки“, стърчащи от върха му. Разнообразие от поддържащи клетки обгръща невромаста, за да даде началото на нови космени клетки. Тези сетивни клетки, които помагат на рибите зебри да откриват движението на водата, много наподобяват тези във вътрешното ухо на човека.

Тъй като рибките зебра са прозрачни по време на развитието си и имат достъпни сензорни системи, учените могат да визуализират, както и генетично да секвенират и модифицират всяка невромастна клетка. Това им позволява да изследват механизмите на обновяване на стволовите клетки, пролиферацията на прогениторни клетки – директни прекурсори на космените клетки – и регенерацията на космените клетки.

„Можем да манипулираме гени и да тестваме кои от тях са важни за регенерацията“, каза Пиотровски. „Като разберем как тези клетки се регенерират при зебрата, се надяваме да установим защо подобна регенерация не се случва при бозайниците и дали е възможно да насърчим този процес в бъдеще.“

Две ключови популации от поддържащи клетки допринасят за регенерацията в невромастите: активни стволови клетки по ръба на невромаста и прогениторни клетки близо до центъра. Тези клетки се делят симетрично, което позволява на невромаста непрекъснато да произвежда нови космени клетки, без да изчерпва стволовите си клетки. Екипът използва техника на секвениране, за да определи кои гени са активни във всеки тип и откри два различни гена cyclinD, присъстващи само в едната или другата популация.

След това изследователите генетично променили всеки ген в стволовите и прогениторните популации. Те открили, че различните гени cyclinD регулират независимо клетъчното делене на двата типа клетки.

„Когато направихме един от тези гени нефункционален, само една популация спря да се дели“, каза Пиотровски. „Това откритие показва, че различни групи клетки в рамките на един орган могат да бъдат контролирани поотделно, което може да помогне на учените да разберат клетъчния растеж в други тъкани, като червата или кръвта.“

Прогениторните клетки, на които липсва специфичният за клетъчния тип ген cyclinD, не пролиферират; въпреки това, те образуват космена клетка, разделяйки клетъчното делене от диференциацията. Забележително е, че когато специфичният за стволовите клетки ген cyclinD е проектиран да работи в прогениторни клетки, деленето на прогениторните клетки е възстановено.

Дейвид Райбъл, доктор по философия, професор в Университета на Вашингтон, който изучава сензорната система на страничната линия на рибата зебра, коментира значението на новото проучване. „Тази работа осветява елегантен механизъм за поддържане на невромастните стволови клетки, като същевременно насърчава регенерацията на космените клетки. Тя може да ни помогне да проучим дали подобни процеси съществуват или биха могли да бъдат активирани при бозайници.“

Тъй като гените cyclinD регулират и пролиферацията в много човешки клетки, като тези в червата и кръвта, откритията на екипа могат да имат последици отвъд регенерацията на космените клетки.

„Прозренията от регенерацията на космените клетки на зебрата биха могли евентуално да информират изследванията върху други органи и тъкани, както тези, които се регенерират естествено, така и тези, които не се регенерират“, каза Пиотровски.

Източник на материала: Science daily

Източник на изображения: Science daily, sciencedirect