ANI |
Diperbarui: 29 Des 2022 04:56 IST
Washington [US]29 Desember (ANI): Ilmuwan dari laboratorium USC Stem Cell Neil Segil telah mengidentifikasi penghalang alami untuk regenerasi telinga”>sel sensorik telinga bagian dalam, yang hilang dalam gangguan pendengaran dan keseimbangan. Mengatasi penghalang ini mungkin merupakan langkah pertama dalam mengembalikan sel telinga”>telinga bagian dalam ke keadaan seperti bayi baru lahir yang siap untuk regenerasi, seperti yang dijelaskan dalam studi baru yang diterbitkan dalam Developmental Cell.
“Gangguan pendengaran permanen memengaruhi lebih dari 60 persen populasi yang mencapai usia pensiun,” kata Segil, yang merupakan Profesor di Departemen Biologi Sel Punca dan Pengobatan Regeneratif, dan Departemen Otolaringologi USC Tina dan Rick Caruso — Kepala dan Operasi Leher. “Studi kami menunjukkan pendekatan rekayasa gen baru yang dapat digunakan untuk menyalurkan beberapa kemampuan regeneratif yang sama yang ada di telinga embrionik “sel telinga bagian dalam.”
Di telinga”>telinga bagian dalam, organ pendengaran, yaitu koklea, mengandung dua jenis utama sel sensorik: “sel rambut” yang memiliki proyeksi seluler seperti rambut yang menerima getaran suara; dan yang disebut “sel pendukung” yang memainkan peran struktural dan fungsional yang penting.
Ketika sel-sel rambut halus mengalami kerusakan akibat suara keras, obat resep tertentu, atau zat berbahaya lainnya, gangguan pendengaran yang diakibatkannya bersifat permanen pada mamalia yang lebih tua. Namun, selama beberapa hari pertama kehidupannya, tikus lab mempertahankan kemampuan sel pendukung untuk berubah menjadi sel rambut melalui proses yang dikenal sebagai “transdifferensiasi”, yang memungkinkan pemulihan dari gangguan pendengaran. Pada usia satu minggu, tikus kehilangan kapasitas regeneratif ini — juga hilang pada manusia, mungkin sebelum lahir.
Berdasarkan pengamatan ini, sarjana pascadoktoral Litao Tao, PhD, mahasiswa pascasarjana Haoze (Vincent) Yu, dan rekan mereka mengamati lebih dekat perubahan neonatal yang menyebabkan sel pendukung kehilangan potensi transdifferensiasinya.
Dalam sel pendukung, ratusan gen yang menginstruksikan transdifferensiasi menjadi sel rambut biasanya dimatikan. Untuk menghidupkan dan mematikan gen, tubuh bergantung pada molekul aktif dan represif yang menghiasi protein yang dikenal sebagai histon. Menanggapi dekorasi yang dikenal sebagai “modifikasi epigenetik”, protein histon membungkus DNA ke dalam setiap inti sel, mengendalikan gen mana yang “diaktifkan” dengan cara dibungkus dan diakses secara longgar, dan gen mana yang dimatikan dengan cara dibungkus rapat dan tidak dapat diakses. Dengan cara ini, modifikasi epigenetik mengatur aktivitas gen dan mengontrol sifat-sifat yang muncul dari genom.
Dalam sel pendukung koklea tikus yang baru lahir, para ilmuwan menemukan bahwa gen sel rambut ditekan oleh kurangnya molekul pengaktif, H3K27ac, dan keberadaan molekul represif, H3K27me3. Namun, pada saat yang sama, pada sel pendukung tikus yang baru lahir, gen sel rambut tetap “disiapkan” untuk diaktifkan dengan adanya hiasan histon yang berbeda, H3K4me1. Selama transdifferensiasi sel pendukung ke sel rambut, kehadiran H3K4me1 sangat penting untuk mengaktifkan gen yang tepat untuk perkembangan sel rambut.
Sayangnya seiring bertambahnya usia, sel-sel pendukung koklea secara bertahap kehilangan H3K4me1, menyebabkan mereka keluar dari keadaan prima. Namun, jika para ilmuwan menambahkan obat untuk mencegah hilangnya H3K4me1, sel-sel pendukung untuk sementara tetap siap untuk transdifferensiasi. Demikian pula, sel pendukung dari sistem vestibular, yang secara alami memelihara H3K4me1, masih prima untuk transdifferensiasi hingga dewasa.
“Studi kami meningkatkan kemungkinan penggunaan obat terapeutik, penyuntingan gen, atau strategi lain untuk membuat modifikasi epigenetik yang memanfaatkan kapasitas regeneratif laten telinga”> sel telinga bagian dalam sebagai cara memulihkan pendengaran,” kata Segil. “Modifikasi epigenetik serupa mungkin juga terbukti bermanfaat pada jaringan non-regenerasi lainnya, seperti retina, ginjal, paru-paru, dan jantung.” (ANI)
