Nova ferramenta para criar células ciliadas da orelha perdidas devido ao envelhecimento ou ruído

“Superamos um grande obstáculo” para restaurar a audição, dizem os investigadores.

• Descoberta genética permite a produção de células ciliadas do ouvido interno ou externo
• A maioria das perdas auditivas é causada pela morte das células ciliadas externas devido ao envelhecimento ou ruído
• Um interruptor de gene mestre ativa o crescimento das células ciliadas da orelha

A perda auditiva causada pelo envelhecimento, ruído, alguns medicamentos contra o câncer e antibióticos tornou-se irreversível porque os cientistas não conseguiram reprogramar as células existentes para se desenvolverem em células sensoriais externas e internas – essenciais para a audição – depois de mortas.

Os cientistas da Northwestern Medicine descobriram um único gene chave que programa as células ciliadas da orelha em células externas ou internas, superando um grande obstáculo que anteriormente impedia que essas células se desenvolvessem para restaurar a audição, de acordo com uma nova pesquisa publicada hoje (4 de maio de 2022) na revista Ciência. temperar a natureza.

“Nossa descoberta nos dá a primeira mudança celular clara para fazer uma espécie contra a outra”, disse o principal autor do estudo, Jaime García-Añoveros, PhD, professor de anestesiologia e neurociência no Departamento de Neurologia Kane e Ruth Dave. Ele fornecerá uma ferramenta anteriormente indisponível para criar uma célula ciliada interna ou externa. Superamos um grande obstáculo.”

Cerca de 8,5% dos adultos com idades entre 55 e 64 anos nos Estados Unidos têm perda auditiva incapacitante. Isso aumenta para quase 25% das pessoas com 65-74 anos e 50% das pessoas com 75 anos ou mais, Relatórios Centros de Controle de Doenças (CDC).

Atualmente, os cientistas podem produzir uma célula ciliada artificial, mas ela não se diferencia em uma célula endógena ou exógena, cada uma das quais fornece diferentes funções essenciais para a produção da audição. Esta descoberta é um passo importante para o desenvolvimento dessas células específicas.

“É como um balé” onde as células se dobram e saltam

A morte das células ciliadas externas feitas pela cóclea é muitas vezes a causa de surdez e perda auditiva. As células do feto se desenvolvem e não se multiplicam. As células ciliadas externas se expandem e se contraem em resposta à pressão das ondas sonoras e à amplificação sonora das células ciliadas internas. As células internas transmitem essas vibrações aos neurônios para criar os sons que ouvimos.

Jaime García Anovros, PhD, professor de anestesiologia, neurociência e neurociência e principal autor do estudo publicado na Nature. Crédito: Northwestern University

“É como uma dança de balé”, diz Garcia com admiração enquanto descreve o movimento coordenado das células internas e externas. “O ouvido é um órgão bonito. Não há outro órgão em mamíferos onde as células são posicionadas com tanta precisão. (Quero dizer, com precisão micrométrica). Caso contrário, a audição não ocorreria.”

Cientistas mestres em genética do noroeste descobriram que os programas de células ciliadas da orelha são TBX 2. Quando o gene é expresso, a célula torna-se uma célula ciliada interna. Quando o gene é bloqueado, a célula se torna uma célula ciliada externa. Ser capaz de produzir uma dessas células exigiria uma combinação genética, disse Garcia. o ATOH1 E GF1 Os genes são necessários para fazer uma célula ciliada da cóclea a partir de uma célula não ciliada. Então TBX 2 Ele será ligado ou desligado para produzir a célula interna ou externa necessária.

O objetivo seria reprogramar as células de suporte, que estão interconectadas entre as células ciliadas e fornecem suporte estrutural, nas células ciliadas externas ou internas.

“Agora podemos descobrir como especificamente fazer células ciliadas endógenas ou exógenas e determinar por que essas células ciliadas estão morrendo e ensurdecendo”, disse Garcia-Anovirus. Ele ressaltou que esta pesquisa ainda está em fase experimental.

Referência: “Tbx2 é um regulador mestre da diferenciação de células ciliadas endógenas versus exógenas” Por Jaime Garcia-Anovirus, John C. Clancy, Chuan Zhi Fu, Ignacio García Gomez, Yingjie Zhou, Kazuaki Homma, Mary Ann Cheetham e Ann Dugan, 4 de maio , 2022, temperar a natureza.
DOI: 10.1038/s41586-022-04668-3

Outros autores da Northwestern incluem a co-autora principal Anne Duggan, PhD, professora associada de anestesiologia. John C. Clancy, Técnico de Pesquisa do Laboratório García Anovirus e Dugan; Chuan Zhi Foo, estudante de pós-graduação do Programa de Pós-Graduação Driskill em Ciências da Vida (DGP); Ignacio García Gómez, Ph.D., Professor Assistente de Anestesiologia; Wenjie Zhou, Ph.D., professor assistente de pesquisa de neurologia; Kazuaki Homa, Ph.D., Professor Assistente de Otorrinolaringologia – Cirurgia de Cabeça e Pescoço; e Mary Ann Cheetham, Ph.D., Professora Pesquisadora de Comunicações no Weinberg College of Arts and Sciences.

O estudo foi financiado pelo Instituto Nacional de Surdez e Outros Distúrbios da Comunicação com bolsas R01 DC015903 e R01 DC019834.