Конечная причина потери слуха обычно встречается в крошечных волосковых клетках, которые играют решающую роль в преобразовании звуковых волн в нервные импульсы для доставки в мозг.
«Потеря слуха связана с возрастом, шумом или многими наследственными причинами, это волосковая клетка, которая является ахиллесовой пяточкой», – говорит Сэмюэл Губбельс, хирург-ученый в Центре Вайсмана в Университете Висконсин-Мэдисон. «Когда количество волосяных клеток умирает, слух теряется».
И хотя многим людям с тяжелыми нарушениями слуха можно помочь с кохлеарными имплантатами – электронными устройствами, которые обходят волосковые клетки, – окончательное лечение для 80 процентов пациентов с потерей слуха может заключаться в замене волосковых клеток.
И это поиски Губбельса, который также является доцентом хирургии в Школе медицины и общественного здравоохранения UW. Губбельс изучает, как клетки волос могут развиваться из стволовых клеток, либо в организме, либо в лаборатории.
Губбельс проводит операцию по размещению кохлеарных имплантатов и говорит, что они «являются благословением для людей с потерей слуха, и мне повезло, что я могу помочь людям, имплантируя их. Бар для регенеративного лечения высок, потому что кохлеарные имплантаты работают так хорошо ».
Но кохлеарные имплантаты дороги, требуют хирургического вмешательства и приводят к пожизненной зависимости от технологии. Гораздо лучше – но гораздо сложнее – это был бы способ заменить клетки мертвых волос.
Некоторые ученые изучают, может ли генная терапия продлевать жизнь волосковых клеток, но Gubbels заинтересован в их регенерации из эмбриональных или взрослых стволовых клеток. Стволовые клетки являются клетками ранней стадии, которые могут делить на несколько типов клеток.
Один из подходов состоял бы в том, чтобы превратить эмбриональные или взрослые стволовые клетки в волосковые клетки, а затем перевести их во внутреннее ухо. Но, несмотря на то, что ученые научились заставлять стволовые клетки развиваться в нервные клетки, Губбельс говорит, что эта веха может затянуться на годы для волосковых клеток.
По словам Губбельса, клетки волос могут быть слишком специализированными для трансплантации, поскольку никто еще не знает, как заставить их укорениться там, где они нужны. «В экспериментах на животных они плавали во внутреннем ухе, а не возвращались в обычное место в улитке», – говорит Губбельс.
И это переключает внимание на клетки-предшественники внутреннего уха, тип стволовых клеток, которые могут делить на волосковые клетки и могут жить в ухе. Хотя эти стволовые клетки существуют в ухе мыши в течение нескольких недель после рождения, неясно, есть ли у взрослых людей. «Если они это сделают, и если мы сможем выяснить, что побуждает их создавать новые волосковые клетки, когда это необходимо, это может быть жизнеспособным подходом», – говорит Губбельс. «У них есть то преимущество, что они нужны. Я думаю, что это может быть наиболее перспективным подходом к регенерации клеток волос ».
Губбельс видит множество преимуществ в проведении клинической практики в крупном научно-исследовательском институте, который был местом многочисленных прорывов стволовых клеток. «Центр Waisman и UW-Madison являются плодородными средами для фундаментальных научных исследований. Из моего офиса в Вайсмане мировые эксперты в стволовых клетках находятся прямо за углом ».
Даже до того, как препятствия, с которыми сталкивается терапия стволовыми клетками, падают, понимание того, почему хорошие волосковые клетки ухудшаются, может иметь побочный эффект, говорит Губбельс. «Если мы определим, почему волосяные клетки начинают этот процесс безвозвратной потери, мы можем найти способ предотвратить это».
Слух позволяет нам общаться и наслаждаться природой и искусством, основанным на слабых вибрациях в воздухе, говорит Губбельс, жадный слушатель многих видов музыки. «У меня только был пациент с двумя новыми кохлеарными имплантатами; она была так благодарна, что она могла отличить гуны отдельных гусей, когда они летели над головой. Это заставляет меня понять: мы часто воспринимаем наши чувства как должное, и это дает мне большую оценку важности восстановления слуха, если мы сможем ».
Хотя Губбельс говорит, что первые клинические испытания стволовых клеток при потере слуха могут достигать десятилетия в будущем: «Святой Грааль – это регенерация клеток волос», – говорит он. «Большой прогресс был достигнут. Мы собираемся туда добраться; это в основном вопрос о том, когда ».