Обнаружены гены, способствующие повышению риска возрастной потери слуха
Исследователи из Уппсальского университета смогли задокументировать и визуализировать гены, связанные с потерей слуха во внутреннем ухе человека в ходе уникального совместного исследования отохирургов и генетиков. Полученные результаты свидетельствуют о том, что отдельные субклеточные структуры в органе слуха человека - улитке - участвуют в изменении риска возрастной потери слуха. Исследование опубликовано в журнале BMC Medicine.
Потеря слуха - это проблема, которая затрагивает более 1,23 миллиарда человек во всем мире. Наиболее распространенная форма потери слуха, составляющая 90% всех случаев, связана с дегенеративным воздействием старения на слух, то есть с возрастной тугоухостью или пресбикузисом. Однако молекулярные механизмы, лежащие в основе развития возрастной тугоухости, и индивидуальные различия в риске плохо изучены.
В настоящем исследовании было установлено уникальное сотрудничество между отологами и генетиками из Уппсальского университета, что позволило провести функциональные последующие исследования генов-кандидатов из геномных исследований ассоциаций (GWAS) с помощью 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 организме", - говорит Хельге Раск-Андерсен, доктор медицины и старший профессор кафедры хирургических наук. "Мы смогли изучить некоторые молекулярные компоненты человеческого слуха, которые имеют решающее значение для преобразования звука в нервные электрические импульсы".
Было обнаружено, что генетические варианты в 67 геномных областях способствуют повышению риска возрастной потери слуха. Исследования геномных ассоциаций (GWAS) по признакам, связанным со слухом, проводились в UK Biobank, который насчитывает полмиллиона участников из Великобритании. Генетические ассоциации трудно интерпретировать самостоятельно, и часто требуется проведение последующих экспериментов, прежде чем можно будет сделать вывод о причинных генах.
"Это удивительная возможность проследить результаты наших исследований на образцах человеческого биоматериала, поскольку существуют молекулярные различия между органом слуха человека и других млекопитающих", - говорит Матиас Раск-Андерсен, доцент кафедры иммунологии, генетики и патологии.
Белки-кандидаты из GWAS были визуализированы с помощью иммунофлуоресцентных антител и микроскопии со структурированным освещением сверхразрешения (SR-SIM) доктором Вэй Лю, доктором медицины и доцентом кафедры хирургических наук. Несколько белков были обнаружены в спиральном ганглии, который содержит тела нейронных клеток, иннервирующих волосковые клетки в органе Корти и передающих нейронные импульсы в мозг через кохлеарный нерв.
Исследователи также смогли визуализировать связанные с потерей слуха белки в отдельных субклеточных доменах волосковых клеток впервые у человека, такие как TRIO и F-актин-связывающий белок (TRIOBP) в волосковых пучках (стереоцилии) и белок 7 с доменом LIM (LMO7) в кутикулярной пластинке, которая представляет собой богатую актином структуру, крепящую стереоцилии к телу клетки.
Стереоцилии - это микроскопические или наноразмерные "волоски", которые выступают из волосковых клеток кортиева органа. Они реагируют на механические колебания от доносящихся до нас звуков, которые передаются и усиливаются от барабанной перепонки к внутреннему уху маленькими косточками среднего уха.
В целом, результаты текущего исследования показывают, что распространенные генетические вариации, связанные с возрастной потерей слуха, влияют на структуры улитки, в частности, на нейронные процессы спирального ганглия, а также на структуры, непосредственно участвующие в преобразовании механических стимулов в импульсы нейронов. Эти знания могут помочь лучше понять биологические механизмы, которые приводят к возрастной потере слуха, и разработать стратегии профилактики, такие как новые фармакологические методы лечения.
