اكتشاف بروتين يؤدي غيابه إلى اضطرابات في السمع

اكتشاف باحثين من جامعة تل أبيب وجامعة ميريلاند يعد طفرة في فهم أسباب فقدان السمع * عثر الباحثون على بروتين يسبب غيابه عملية فقدان السمع. ومن المتوقع أن يمهد هذا الاكتشاف الطريق لتطوير العلاجات الطبية المناسبة

تتفاقم مشكلة فقدان السمع في سن الشيخوخة في العالم الغربي مع زيادة متوسط ​​العمر المتوقع، واليوم يعاني منها ما يقرب من 50% من الأشخاص الذين تبلغ أعمارهم 70 عامًا أو أكثر. دراسة جديدة أجريت بالتعاون بين كليات الطب في جامعة تل أبيب وجامعة ميريلاند قد تساعد في تطوير تكنولوجيا مستقبلية لاستعادة السمع لهؤلاء الأشخاص، وكذلك للأشخاص الآخرين الذين يعانون من ضعف السمع.

وعمل في الدراسة عدد من الباحثين الذين تخرجوا من كلية الطب في جامعة تل أبيب: الدكتورة رونا هيرتزانو، رئيسة مختبر أبحاث الصمم والخبيرة في أمراض السمع والعمليات الجراحية لاستعادة السمع في كلية الطب بجامعة ميريلاند. في بالتيمور، الدكتور راني إلكون، خبير المعلوماتية الحيوية في كلية الطب بجامعة تل أبيب، والدكتورة إفرات إلياهو، خبيرة في موت الخلايا وبقائها ورئيسة مختبر في كلية الطب بمستشفى ماونت سيناي في نيويورك. .

تم نشر البحث هذا الشهر (أكتوبر 2015) في مجلة Nature Communications.

لماذا تموت خلايا الشعر؟

يوضح الدكتور ألكون: "إن ظاهرة فقدان السمع المعروفة في الشيخوخة ترجع بشكل رئيسي إلى فقدان الخلايا الشعرية - وهي الخلايا التي تنشط العصب السمعي في الأذن الداخلية". "يعتمد الأداء الطبيعي لهذه الخلايا على البروتينات اللازمة لنشاطها المحدد، وعلى البروتينات الإضافية التي تحميها من موت الخلايا. ولذلك، ومن أجل معرفة أسباب موت الخلايا الشعرية في الأذن، سعينا في البداية إلى التعرف على الجينات التي تؤدي إلى تكوين تلك البروتينات، المسؤولة عن سلامة الخلايا وبقائها مع مرور الوقت.

ولهذا الغرض، عزل الباحثون مجموعات مختلفة من الخلايا من آذان فئران المختبر، وطبقوا إجراءً تجريبيًا يسمى "اختبار ملف تعريف التعبير الجيني". وبهذه الطريقة، تمكنوا من تحديد الجينات من جينوم الفأر بأكمله والتي يتم تنشيطها على وجه التحديد في خلايا الشعر في الأذن. تم تنفيذ هذه المرحلة من العمل في مركز أبحاث الجينوم بجامعة ميريلاند، بتوجيه من الدكتور هيرتزانو، وتم إرسال نتائجها إلى الدكتور ألكون في جامعة تل أبيب، الذي قام بمعالجة البيانات باستخدام الوسائل الحسابية.

يقول الدكتور ألكون: "بمساعدة تحليل المعلومات الحيوية، حددنا في جينوم الفأر "تعليمات التشغيل" التي تميز الجينات التي يتم التعبير عنها ولكن فقط في خلايا الشعر في الأذن". "لقد قارنا النتائج التي توصلنا إليها مع قواعد البيانات الموجودة، والتي تربط تسلسل الحروف في الحمض النووي والبروتينات التي تتحكم في التعبير الجيني، واكتشفنا وجود علاقة واضحة بين الجينات المعبر عنها في خلايا الشعر والبروتين المسمى RFX. وهذا بروتين تحكم معروف، وترتبط وظيفته بأعضاء أخرى في الجسم، لكن حتى الآن لم يتم ربطه بوظائف السمع". وكانت الفرضية الواضحة هي أن بروتين RFX يلعب دورًا مهمًا وفريدًا في خلايا الشعر، وأن نشاطه الطبيعي ضروري للسمع.

وفي وقت لاحق، سعى الباحثون إلى تأكيد فرضيتهم من خلال التجارب المعملية. ولتحقيق هذه الغاية، أنشأ الدكتور هاريتزنو نموذجًا لفئران خالية من RFX في الخلايا الشعرية في الأذن، واختبر سمعها. وأكدت النتائج التي توصلت إليها نتائج الدراسة الحسابية: وُلدت هذه الفئران بخلايا شعر تبدو طبيعية، ولكن بالفعل في نهاية الأسبوع الثاني من حياتها، وهو الوقت الذي تبدأ فيه الفئران السليمة في السمع، بدأت خلايا الشعر في آذانها في الظهور. لتموت وتختفي، وأصبحت الفئران النموذجية صماء.

أخيرًا، من أجل تحديد خصائص عملية موت الخلايا الشعرية، تم نقل الخلايا المستخرجة من آذان الفئران الخالية من RFX إلى مختبر الدكتور إلياهو في مستشفى ماونت سيناي. وهنا أظهر الاختبار زيادة في مستوى البروتينات المشاركة في العملية التي تسمى "موت الخلايا المخطط له"، وفي الوقت نفسه انخفاض في كمية البروتينات المسؤولة عن بقاء الخلية. ويتوقع الباحثون الآن أن فهم الآلية التي تتسبب في موت الخلايا الشعرية سيساعد في تطوير علاجات مستقبلية لاستعادة السمع.

يلخص الدكتور هيرتزنو: "الاستنتاج الذي توصلنا إليه من بحثنا هو أن البروتين التنظيمي RFX ضروري للحفاظ على خلايا الشعر في الأذن حية. ويعد هذا الاكتشاف في غاية الأهمية لتطوير طرق العلاج المبتكرة، والتي يتم اختبارها بالفعل اليوم، مثل إنتاج خلايا الشعر في أنابيب الاختبار بغرض زرعها في الأذن. يظهر بحثنا أن التعبير عن بروتين RFX ضروري لنجاح العلاج المقترح، لأنه في غيابه سوف تموت خلايا الشعر في وقت قصير.