O ajuste para o ouvido interno

Professor Assistente Basile Tarchini, Ph. D., está trabalhando para entender os mecanismos básicos subjacentes cabelo célula de desenvolvimento, com o objetivo de restaurar a audição após a lesão.Ouviste aquele som? Em caso afirmativo, pode agradecer aos seus estereocílios.Estas fibras minúsculas formam feixes no topo das células sensoriais do cabelo, no fundo do ouvido interno, e dão-lhes o seu nome. Os estereocílios são tão frágeis e escassos quanto são vitais para a sua capacidade de ouvir.Basile Tarchini, Ph. D.Investigando o desenvolvimento do ouvido interno, focando no papel da polarização do citoesqueleto na função sensorial e perda auditiva, com o objetivo de informar terapias para a regeneração das células sensoriais.Basile Tarchini estuda estereocilia, que converte o som em audição através de complexas operações de sinalização com o cérebro. O trabalho do Professor Assistente do Laboratório Jackson (JAX) revelou aspectos inesperados de como a estereocília se desenvolve.

estereocílios internos normais crescem em uma formação de “escadaria”, com uma graduação de cabelo curto-a-alto no feixe, dispostos como crianças em uma foto de classe. “Esta arquitetura de Escadaria do feixe de cabelo é essencial para a audição e considerada instrumental para a sensibilidade à direção dos estímulos de som”, diz Tarchini.Aqui, em traços largos, é como se ouve. Ondas sonoras entram no ouvido externo e rodopiam pelo canal auditivo até chegarem ao tímpano e o colocarem vibrando. Pequenos ossos do ouvido médio conectados ao tímpano amplificam as ondas sonoras e as entregam à porção auditiva do ouvido interno, ou cóclea.

em forma de casca de caracol e cheia de líquido, a cóclea é dividida em uma parte superior e inferior por uma partição elástica chamada membrana basilar. Neste ambiente líquido, as ondas sonoras tornam-se ondas fluidas que viajam ao longo da membrana basilar. As células do ouvido interno da membrana basilar andam literalmente nestas ondas.

os estereocílios no topo das células capilares balançam e dobram no fluxo. “Há pequenas ligações entre estereocílios”, diz Tarchini, ” ligando o mais alto ao mais alto e assim por diante. A tensão nessas ligações faz com que canais como poros nas pontas dos estereocílios se abram, e íons se precipitam nas células, criando um sinal elétrico.

“toda esta estrutura actua como um sensor de movimento.”

o nervo auditivo carrega o sinal elétrico para o cérebro, que reconhece e interpreta o som. Surpreendentemente, as células ciliadas são dispostas ao longo da membrana basilar como as teclas de um piano, alto a baixo: Aqueles perto da entrada da cóclea são responsáveis por detectar sons agudos como o birdsong e aqueles perto do centro do “Caracol” sentido baixo som como trovão distante.

em uma cóclea humana saudável, apenas cerca de 16.000 células capilares lidam com esta coreografia elaborada de sinalização sonora, e apenas 4.000 delas são verdadeiros receptores sonoros. Por comparação, a retina do olho humano tem cerca de 127 milhões de fotorreceptores — varetas e cones — para processar sinais visuais.

não só as células ciliadas são raras, como também são vulneráveis a danos ambientais. Ruído alto sustentado de trabalhar na construção ou no exército, ou assistir a um concerto tributo da banda de cabelo de 1980, pode matar células ciliadas, e alguns antibióticos e drogas de câncer também causam destruição de células ciliadas.

os seres humanos desenvolvem as suas células ciliadas muito cedo na vida-começando cerca de 10 semanas após a concepção. E os humanos, como ratos e outros mamíferos, nascem com todas as células capilares que alguma vez terão, por isso, uma vez perdidos, desaparecem de vez. Por outro lado, aves, peixes e outros não-mamíferos têm a capacidade de recuperar audição perdida através de vários processos regenerativos.

Trabalhando com ratos, Compreendendo a arquitetura fina do hearingWork por uma equipa que inclui JAX Professor Assistente Basile Tarchini, Ph. D., é lançar luz sobre o mecanismo que dirige a assembleia da escada padrão do cabelo bundle. Tarchini descobriu um caminho de sinalização que regula a organização distinta de estereocílios durante o desenvolvimento. Se este caminho de sinalização é interrompido, ele mostrou, os estereocílios são mais curtos e de mais altura, e o animal é surdo. Compreender os mecanismos básicos subjacentes ao desenvolvimento de células capilares mantém a promessa de desbloquear o potencial de regeneração em adultos e restaurar a audição após a lesão.

a organização das escadas do feixe de estereocílios também significa que cada célula de cabelo mostra direcionalidade, como a agulha magnetizada de uma bússola. Além disso, as células ciliadas vizinhas orientam seus feixes em conjunto, da mesma forma que uma coleção de bússolas apontaria para o polo norte magnético. Trabalhando com colegas na Universidade de Rockefeller, Tarchini mostrou que a proteína Daple coordena o ouvido interno de célula única e órgão direcionalityjax, Equipe de pesquisa Rockefeller mostra que ratos sem Daple mostram defeitos de desenvolvimento em células ciliadas e feixes.uma única proteína, Daple, é necessária para moldar a arquitetura do feixe de estereocílios em células ciliadas individuais e estabelecer sua orientação concertada no órgão circundante. Nos ratos que não têm Daple, os feixes de cabelo são deformados e mal orientados num padrão que indica defeitos de células únicas e de órgãos.Tarchini nasceu na Suíça, e o francês é sua primeira língua. Obteve a sua B.Sc. e Ph. D. em biologia na Université de Genève. Lá, como estudante graduado, trabalhou no laboratório de Denis Duboule, um eminente professor no departamento de genética e evolução. Tarchini então obteve uma bolsa do Programa de Ciência da fronteira humana, um prestigiado programa internacional de apoio à pesquisa, e completou sua bolsa de pós-doutorado no Institut de Recherches Cliniques de Montréal, no Canadá. Lá ele trabalhou com o Professor. Michel Cayouette cujo laboratório estuda a determinação do Destino celular na retina.O novo interesse no ouvido interno, juntamente com uma tendência ao longo da vida para tomar o caminho menos percorrido, levou Tarchini a mudar seu caminho de pesquisa.

“eu estava preocupado que meu projeto retina não estava se movendo rápido o suficiente e não era suficientemente promissor”, lembra. “Eu tive essa idéia de olhar em um órgão diferente, e eu tinha ouvido que o ouvido interno era um sistema incrível quando se tratava de polaridade celular. Mas não sabia nada sobre o ouvido interno.”

isto começou, Tarchini diz, como uma “incursão muito arriscada e ineficaz no ouvido interno”, e envolveu o ensino de si mesmo técnicas porque ninguém no laboratório tinha o conhecimento para treiná-lo. “Então eu perdi muito tempo, mas acabou por ser um investimento na minha pesquisa futura. Eu tive muita sorte; Michel é uma pessoa de mente aberta e sem mãos, e ele me deu liberdade e tempo para explorar um sistema diferente.”

a mudança para estudar o ouvido interno permitiu a Tarchini navegar com sucesso a situação complicada de qualquer pós-doutorado começando seu próprio laboratório depois de trabalhar no laboratório de um cientista estabelecido. “No final, Este trabalho no ouvido interno provou ser realmente interessante, e eu fui capaz de deixar o laboratório Cayouette e perfeitamente continuar a mesma pesquisa independentemente, sem ter que se preocupar de alguma forma se eu estava pisando nos pés do meu anterior conselheiro. E isso foi fantástico.”

os antigos mentores de Tarchini continuam a observar o progresso de Tarchini com interesse e orgulho. “Basile é um cientista fantástico”, diz Cayouette, ” e eu diria que seus maiores recursos são que ele é minucioso, meticuloso e rigoroso no planejamento experimental e execução. Basile também é obviamente muito inteligente e dedicado. Ele aprendeu tudo sozinho e acabou publicando belos artigos sobre a cóclea, em um laboratório de retina! Foi muito impressionante. Não tenho dúvidas de que Basile continuará a dar importantes contributos e se tornará um líder na sua área.”

” na página 60 de sua tese de Doutorado, “Duboule relates,” Basile citou uma citação de H. L. Mencken: “Para cada problema complexo há uma resposta clara, simples e errada.”Isso diz muito sobre ele e seus altos padrões científicos — e sobre seu leve toque de niilismo também.Tarchini ingressou na faculdade JAX em 2015. Um ano depois, ele garantiu seu primeiro financiamento de pesquisa federal, um subsídio de cinco anos de US $1,9 milhões do Instituto Nacional de Surdez e outros distúrbios de comunicação.

em pessoa, tudo sobre Tarchini é preciso e medido, a partir de seu escritório ordenado com vista para a espetacular Baía francês de Bar Harbor para sua aparência elegante (em contraste com a maioria dos cientistas de sua idade, que favorecem a aparência de estudante de graduação sporty-scruffy-perennial). Ele pode estar a usar uma camisola requintada tricotada pela sua esposa Dayana Krawchuk, a exuberante cientista-gerente de redes sociais do JAX. Quando eles estão juntos, ela conta as anedotas e ele dá-lhes as piadas picantes.Tarchini também é um músico de jazz que uma vez considerou tomar o caminho do artista profissional em vez do cientista. Ele recentemente se apresentou no baixo em um concerto na Biblioteca Bar Harbor town com o presidente JAX e CEO Edison Liu no piano.Um músico-cientista que estuda audição? Na verdade, Tarchini diz com uma gargalhada :” quanto mais velho fico, mais gosto de silêncio. Não suporto música de fundo, por exemplo!”

e, de fato, seus interesses de pesquisa, enquanto permanecem no ouvido interno, estão se movendo para incluir o sistema vestibular, que está localizado ao lado da cóclea.

“o ouvido interno é basicamente dois sistemas em um, auditivo e vestibular”, diz ele. “É algo que tomamos como garantido, a capacidade de perceber onde nosso corpo está no espaço, de caminhar em pé, de sentir a gravidade. Mas é incrivelmente importante que funcione corretamente: caso contrário, você não poderia sair da cama de manhã.”

Tarchini já mostrou que ele pode ousadamente e com sucesso mudar seu foco de pesquisa. Fiquem atentos a descobertas interessantes.