مکانیسم های ژنتیکی نشان می دهد که چگونه مواد سمی به سلول های متعادل کننده گوش داخلی آسیب می رسانند

سیستم دهلیزی مسئول حس تعادل در گوش داخلی است. استفاده طولانی مدت از مواد سمی، مانند آنتی بیوتیک های خاص یا داروهای ضد سرطان، می تواند به سلول های مو که بخشی از این سیستم هستند آسیب برساند و منجر به تغییر در تعادل و سایر مهارت های حرکتی شود.

اکنون تیمی از دانشگاه بارسلونا و موسسه تحقیقات بیومدیکال Bellvitge (IDIBELL) مکانیسم‌های ژنتیکی دخیل در تخریب سیستم دهلیزی را در رابطه با آسیب ناشی از این ترکیبات اتوتوکسیک که بر دهلیز تأثیر می‌گذارند، شناسایی کرده‌اند. نتایج ممکن است به بهبود تشخیص سمیت مزمن دهلیزی و سایر آسیب شناسی های مربوط به سلول های مویی سیستم دهلیزی کمک کند.

این مطالعه، منتشر شده در مجله علوم زیست پزشکیتوسط Jordi Laurence، استاد دانشکده پزشکی و علوم بهداشتی UB و محقق در موسسه علوم اعصاب (UBneuro) و IDIBELL رهبری می شود. محققان مرکز ملی تجزیه و تحلیل ژنوم (CNAG) نیز در این مطالعه شرکت کردند.

علل اصلی سمیت مزمن دهلیزی، آنتی بیوتیک های خانواده آمینوگلیکوزیدها، مانند استرپتومایسین – آنتی بیوتیک انتخابی در موارد عود سل – یا داروهای ضد سرطان مانند سیس پلاتین است. لارنس توضیح می‌دهد که استفاده طولانی‌مدت از این داروها باعث شروع یک فرآیند انحطاط می‌شود که باعث می‌شود «سلول‌های مو از نورون‌ها جدا شوند، شروع به تغییر شکل کنند و در نهایت از محل خود در بافت حسی پرتاب شوند».

این یک مشکل جدی است زیرا سلول های مویی دستگاه دهلیزی بازسازی نمی شوند. پروفسور UB توضیح می دهد: “ما فقط کسانی را داریم که با آنها به دنیا آمده ایم. اگر آنها را از دست بدهیم، تعادل خود را نیز از دست می دهیم، با عواقب مختلف: از ناتوانی در دوچرخه سواری گرفته تا تاری دید در حین رانندگی، زمین خوردن، بی نظمی، سرگیجه یا سرگیجه.”

با استفاده از تجزیه و تحلیل RNA-seq، یعنی مطالعه بیان ژن جهانی، که نشان می‌دهد کدام ژن‌ها در بافت‌های سیستم دهلیزی فعال یا غیرفعال می‌شوند، محققان دریافتند که در مراحل اولیه انحطاط، سلول‌های مو بیان ژن خود را تغییر می‌دهند تا با آسیب پیشرونده ناشی از داروهای اتوتوکسیک سازگار شوند.

لارنس توضیح می‌دهد: «بیان بسیاری از ژن‌هایی که هویت سلول مویی را تعیین می‌کنند، یعنی ژن‌هایی که شکل و توانایی آن در پاسخ به حرکت را با تولید سیگنال‌هایی که به مغز ارسال می‌شوند، تعیین می‌کنند، کاهش می‌یابد.

این نتایج، همراه با این واقعیت که آسیب در مراحل اولیه فرآیند انحطاط قابل برگشت است، نشان می دهد که برای جلوگیری از سمیت و جلوگیری از آسیب غیر قابل برگشت، تشخیص هر چه زودتر مشکل ضروری است.

این محقق تاکید می کند: سلول های مو از نورون ها جدا می شوند و ارسال اطلاعات به مغز را متوقف می کنند، اما در صورت قطع شدن سمیت، می توان اتصالات را ترمیم کرد و عملکرد را بازیابی کرد.

یک نشانگر زیستی بالقوه

این مطالعه همچنین ممکن است به پیشرفت‌هایی در تشخیص و درمان آسیب‌شناسی کمک کند، زیرا به گفته محققان، مکانیسم‌های ژنتیکی که آنها در پاسخ به استرس ناشی از داروهای اتوتوکسیک شناسایی کرده‌اند، در آینده امکان اندازه‌گیری این استرس و ارزیابی اثر درمان‌های احتمالی، مانند توسعه داروهایی که قادر به توقف روند از بین بردن سلول‌های مو یا ارتقای دوباره سلول‌های مو هستند را در آینده ممکن می‌سازد.

علاوه بر این، این مطالعه یک ژن جدید به نام Vsig10l2 را شناسایی کرد که توسط سلول‌های مو بیان می‌شد که به طور قابل توجهی بیان آن را در تمام مدل‌های مورد تجزیه و تحلیل کاهش داد. Llorens می گوید: “این ژن به عنوان یک نشانگر احتمالی سمیت مزمن گوش در مطالعات پیش بالینی بسیار مورد توجه است.”

واکنش یکسان به مواد سمی مختلف

یکی از قابل توجه ترین عناصر مطالعه این است که آنالیز با چهار مدل مختلف سمیت مزمن گوش، با استفاده از دو گونه حیوانی مختلف و دو سم مختلف انجام شد و سپس نتایج همه آزمایش ها بررسی شد.

این تجزیه و تحلیل جامع به آنها اجازه داد تا تعیین کنند که فرآیند تخریب در پاسخ به بسیاری از سموم مختلف رخ می دهد. پروفسور UB تاکید می کند: “این یک پاسخ مشروط به یک سم خاص نیست، این پاسخ اولیه سلول های مویی است که همیشه در پاسخ به سمیت گوش مزمن از هر نوعی وجود دارد.”

تاثیر بر سایر آسیب شناسی ها

این مطالعه ممکن است پیامدهایی برای درک سایر آسیب شناسی ها داشته باشد، زیرا محققان پیشنهاد می کنند که پاسخی که در سمیت مزمن گوش نشان داده اند ممکن است یک پاسخ کلی به استرس مزمن با هر منشا باشد.

لورنز توضیح می دهد: “نتایج می تواند به هر آسیب شناسی مزمن با از دست دادن تدریجی سلول های موی دهلیزی، از جمله از دست دادن عملکرد دهلیزی مرتبط با افزایش سن مرتبط باشد. ما همچنین فرض می کنیم که سلول های موی شنوایی ممکن است به روشی مشابه پاسخ دهند، بنابراین می توانند به درک ناشنوایی کمک کنند.”

از این نظر، تیم تحقیقاتی اهمیت احتمالی از دست دادن عملکرد دهلیزی را در بیماران مبتلا به شوانوم دهلیزی، تومور عصب شنوایی وستیبولار که خود به خود یا در نتیجه یک بیماری جزئی، نوروفیبروماتوز نوع 2 رخ می دهد، بررسی کردند.

او در پایان می‌گوید: به لطف این پروژه، ما توانستیم یک مدل کشت ایجاد کنیم که به ما امکان می‌دهد این اثرات مزمن یا چگونگی آسیب تدریجی سلول‌های مو قبل از مرگ را بررسی کنیم.