Более 275 миллионов человек страдают потерей слуха, и во многих случаях этот недуг вызывается нарушением в цепочке связей между внутренним ухом и мозгом. При помощи человеческих эмбриональных стволовых клеток ученым Университета Шеффилда (University of Sheffield), Великобритания, удалось восстановить ключевое звено этой цепочки – слуховой нерв – у небольших грызунов песчанок.

Полученные из человеческих эмбриональных стволовых
клеток нейроны (желтые) вернули слух глухим песчанкам.
(Фото: Marcelo Rivolta/University of Sheffield)

«Мы доказали возможность использования человеческих эмбриональных стволовых клеток для восстановления поврежденного уха», – говорит руководитель исследования доктор Марчело Риволта (Marcelo Rivolta), чья статья опубликована в журнале Nature. «Впереди еще очень много работы, но теперь мы знаем, что это возможно».

Стволовые клетки уже были дифференцированы в клетки слухового нерва, но это первый успешный случай их использования для восстановления слуха у животных. Многие специалисты, работающие в данной области, расценивают это достижение как важнейший шаг, который, несомненно, явится стимулом для дальнейших исследований в этом направлении.

В течение последних десяти лет доктор Риволта и его коллеги занимались разработкой методов дифференциации человеческих эмбриональных стволовых клеток в два типа клеток, которые необходимы для слуха: слуховые нейроны и волосковые клетки внутреннего уха, преобразующие звук в электрические сигналы.

Чтобы получить две, визуально различимые, группы первичных сенсорных клеток, исследователи обрабатывали человеческие эмбриональные стволовые клетки двумя факторами роста фибробластов (fibroblast growth factor, FGF) – FGF3 и FGF10. Клетки с характеристиками близкими к характеристикам волосковых клеток получили название отических эпителиальных предшественников (otic epithelial progenitors, OEPs), а клетки, выглядевшие, как нейроны, – отических нейральных предшественников (otic neural progenitors, ONPs).

Затем ученые пересадили ONPs в уши песчанок с поврежденными химическим веществом слуховыми нервами. Через десять недель после процедуры на некоторых из пересаженных клеток появились выросты, которые образовали соединения с мозгом. Последующее тестирование показало, что после трансплантации многие животные стали слышать гораздо более слабые звуки. К концу этого периода острота слуха увеличилась в целом на 46%.

Результаты доктора Риволты – вместе с исследованием, опубликованным в июле этого года, показавшим, что с помощью генной терапии можно восстановить слух у мышей с врожденной глухотой – увеличивают количество исследований, демонстрирующих, что с помощью стволовых клеток и генной терапии можно восстановить сенсорные функции, в том числе обоняние и зрение.

«Это захватывающее достижение», – считает Джон Бриганд (John Brigande), биолог из Oregon Health & Science University в Портленде, также занимающийся изучением подходов к восстановлению слуха с помощью стволовых клеток и сам страдающий прогрессирующей потерей слуха. Однако, отмечает он, из-за «тончайшей архитектуры» внутреннего уха, которая может повреждаться по-разному, не может существовать одного лекарства от потери слуха – должно быть много методов, учитывающих уникальные особенности заболевания.

Число людей, которым принесет пользу увеличение количества слуховых нейронов, полученных из стволовых клеток, остается неясным, но стволовые клетки могут расширить круг пациентов, которым можно помочь.

Доктор Марчело Риволта (Marcelo Rivolta).
(Фото: actiononhearingloss.org.uk)

По мнению научного сотрудника Стэнфордского университета (Stanford University), Калифорния, Стефана Хеллера (Stefan Heller), занимающегося другими методами дифференцировки стволовых клеток в волосковые и поддерживающие, разработка этого метода лечения потери слуха может занять, по меньшей мере, 15 лет.

«Следующими задачами любого протокола являются достижение более высокого уровня эффективности и воспроизводимости, определение безопасности и подтверждение того, что трансплантация приводит к длительному восстановлению», – говорит Хеллер. «Тогда мы можем думать о пациентах».

«Это очень интересный результат», – комментирует исследование невролог доктор Марк Маконоки (Mark Maconochie) из Университета Сассекса (Sussex University), Великобритания, не принимавший участия в этом исследовании. «В прошлом уже были работы, в которых получали отдельные волосковые клетки или что-то похожее на нейроны [из стволовых клеток], и даже это делает эту область очень интересной. Это действительно шаг вперед».

Теперь вопрос заключается в том, можно ли доработать эту процедуру и сделать ее более эффективной, чтобы получать большее количество предшественников нейронов – в настоящее время в них дифференцируется менее 20% стволовых клеток. Маконоки предполагает, что этого можно достичь, используя сочетания других факторов роста.

«Следующей большой задачей будет сделать что-то настолько же эффективное для получения волосковых клеток», – добавляет ученый.

«Очевидно, что конечной целью является замена обоих типов клеток», – говорит доктор Риволта. «Но у нас уже есть кохлеарные имплантаты для замещения функции волосковых клеток, поэтому нашей первой мишенью мы решили сделать нейроны».

Аннотация к статье

Restoration of auditory evoked responses by human ES-cell-derived otic progenitors