Pesquisadores do National Institutes of Health descobriram uma rede específica de proteínas que é necessária para restaurar a audição no peixe-zebra através da regeneração celular. O estudo, liderado por pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano (NHGRI), pode informar o desenvolvimento de tratamentos para perda auditiva em humanos. As descobertas foram publicadas em Cell Genomics .
Embora a perda de células ciliadas não possa ser substituída em humanos, muitos animais, incluindo o peixe-zebra, podem restaurar a audição após uma lesão por meio da regeneração das células ciliadas. As propriedades regenerativas das células ciliadas do peixe-zebra levaram os pesquisadores a usar esse animal para entender algumas propriedades fundamentais da regeneração.

A perda auditiva afeta cerca de 37,5 milhões de americanos, e a maioria dos casos vem da perda de receptores auditivos conhecidos como "células ciliadas" no ouvido interno. As cerdas que saem dessas células ciliadas microscópicas se movem e se dobram quando o som chega aos ouvidos, resultando em sinais elétricos enviados através dos nervos e para o cérebro que nos permitem processar o som.

Humanos e peixes-zebra são visualmente bem diferentes, mas em nível genômico, eles compartilham mais de 70% de seus genes. Essa semelhança genômica oferece o potencial para os pesquisadores entenderem a biologia da regeneração celular no peixe-zebra antes de traduzir as descobertas para os humanos.

Erin Jimenez, Ph.D., pós-doutoranda no laboratório de Shawn Burgess, Ph.D., pesquisador sênior do National Human Genome Research Institute (NHGRI) Translational and Functional Genomics Branch, liderou o estudo em colaboração com os pesquisadores Ivan Ovcharenko , Ph.D., e Wei Song, Ph.D., no Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia da Biblioteca Nacional de Medicina.

"Humanos e outros mamíferos nascem com um determinado número de células ciliadas que são lentamente perdidas pelo envelhecimento e trauma. No entanto, alguns animais, como o peixe-zebra, podem regenerar as células ciliadas e recuperar a audição após uma lesão", disse Burgess. “Como e por que a regeneração acontece nesses animais permanece um mistério que muitos cientistas gostariam de desvendar”.

Usando uma combinação de técnicas genômicas e aprendizado de máquina baseado em computação, Jimenez e seus colaboradores descobriram que a regeneração de células ciliadas em peixes-zebra dependia de uma rede de proteínas que podem ativar e desativar genes, conhecidos como fatores de transcrição. Para identificar adequadamente quais fatores de transcrição estavam em jogo, os pesquisadores primeiro tiveram que olhar para as sequências de intensificação dentro do genoma do peixe-zebra.

Se os fatores de transcrição são pensados ​​como as chaves que ligam e desligam um carro, as sequências intensificadoras são a chave de ignição do carro. Ambas as partes precisam interagir para fazer um carro funcionar, assim como os fatores de transcrição precisam se ligar a sequências intensificadoras específicas para expressar um gene.

Os pesquisadores usaram novas técnicas genômicas chamadas sequenciamento de RNA de célula única e ensaio de célula única para cromatina acessível por transposase usando sequenciamento para identificar as sequências intensificadoras e seus fatores de transcrição correspondentes que desempenham um papel na regeneração das células ciliadas.

"Nosso estudo identificou duas famílias de fatores de transcrição que trabalham juntos para ativar a regeneração de células ciliadas no peixe-zebra, chamados de fatores de transcrição Sox e Six", disse Jimenez.

Primeiro, os fatores de transcrição Sox iniciam a resposta de regeneração nas células vizinhas, chamadas células de suporte. Em seguida, os fatores de transcrição Sox e Six cooperam para transformar essas células de suporte em células ciliadas.

Quando as células ciliadas morrem no peixe-zebra, as células de suporte próximas começam a se replicar. Essas células de suporte são como células-tronco devido à sua capacidade de se tornarem outros tipos de células. Os pesquisadores identificaram alguns dos fatores que convertem as células de suporte em células ciliadas, mas o que não foi entendido é como e onde os genes que codificam esses fatores são ativados e coordenados com outros fatores desconhecidos.

"Identificamos uma combinação única de fatores de transcrição que desencadeiam a regeneração no peixe-zebra. Mais adiante, esse grupo de fatores de transcrição do peixe-zebra pode se tornar um alvo biológico que pode levar ao desenvolvimento de uma nova terapia para tratar a perda auditiva em humanos", disse Jimenez. disse. + Explorar mais

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