Nuovo strumento per creare cellule uditive perse con l'invecchiamento
Articolo di Marla Paul del 4 maggio 2022
Marla Paul è l'editore senior di scienze della salute per le relazioni con i media della Northwestern University. È una giornalista veterana, in precedenza scrittrice dello staff del Chicago Sun-Times, e i suoi scritti sono apparsi sul Chicago Tribune e in molte pubblicazioni nazionali.
Abbiamo superato un grosso ostacolo per ripristinare l'udito, affermano i ricercatori.
La perdita dell'udito dovuta all'invecchiamento, al rumore e ad alcuni farmaci e antibiotici per la terapia del cancro è da sempre irreversibile in quanto gli scienziati non sono stati in grado di riprogrammare le cellule esistenti per sviluppare delle nuove cellule sensoriali esterne e interne, essenziali per l'udito, una volta che termino la loro vita.
Jaime García-Añoveros PhD, professore di Anestesiologia, Neurologia e Neuroscienze e autore principale dello studio pubblicato su Nature.
Gli scienziati della Northwestern Medicine hanno scoperto un singolo gene maestro che programma le cellule ciliate dell'orecchio, quelle esterne o interne, superando un grave ostacolo che aveva impedito lo sviluppo di queste cellule per ripristinare l'udito, secondo una nuova ricerca pubblicata su Nature.
"La nostra scoperta ci dà il primo chiaro passaggio di cellule per creare un tipo rispetto all'altro", ha affermato l'autore principale dello studio Jaime García-Añoveros, PhD, professore di Anestesiologia e Neuroscienze e nel Dipartimento di Neurologia di Ken e Ruth Davee. “Fornirà uno strumento precedentemente non disponibile per creare una cellula ciliata interna o esterna. Abbiamo superato un grosso ostacolo".
Circa l'8,5% degli adulti di età compresa tra 55 e 64 anni negli Stati Uniti ha una perdita dell'udito invalidante. Ciò aumenta a quasi il 25% delle persone di età compresa tra 65 e 74 anni e al 50% di quelle di età pari o superiore a 75 anni, riferisce il Centers for Disease Control.
Attualmente, gli scienziati possono produrre una cellula ciliata artificiale, ma non si differenzia in una cellula interna o esterna, che fornisce diverse funzioni essenziali per produrre l'udito. La scoperta è un passo importante verso lo sviluppo di queste cellule specifiche.
La morte delle cellule ciliate esterne prodotte dalla coclea è il più delle volte causa di sordità e perdita dell'udito. Le cellule si sviluppano nell'embrione e non si riproducono. Le cellule ciliate esterne si espandono e si contraggono in risposta alla pressione delle onde sonore e amplificano il suono per le cellule ciliate interne. Le cellule interne trasmettono quelle vibrazioni ai neuroni per creare i suoni che sentiamo.
"È come un balletto", dice García-Añoveros con soggezione mentre descrive il movimento coordinato delle cellule interne ed esterne. L'orecchio è un bellissimo organo. Non c'è nessun altro organo in un mammifero in cui le cellule siano posizionate in modo così preciso. (Voglio dire, con precisione micrometrica). Altrimenti, l'udito non si verifica".
Gli scienziati della Northwestern hanno scoperto che il gene delle cellule ciliate dell'orecchio è TBX2. Quando il gene viene espresso, la cellula diventa una cellula ciliata interna. Quando il gene è bloccato, la cellula diventa una cellula ciliata esterna. La capacità di produrre una di queste cellule richiederà un cocktail di geni, ha detto García-Añoveros. I geni ATOH1 e GF1 sono necessari per creare una cellula ciliata cocleare da una cellula non ciliata. Quindi il TBX2 verrebbe acceso o spento per produrre la cella interna o esterna necessaria.
L'obiettivo sarebbe riprogrammare le cellule di supporto, che sono reticolate tra le cellule ciliate e fornire loro un supporto strutturale, nelle cellule ciliate esterne o interne.
"Ora possiamo capire come creare cellule ciliate specificamente interne o esterne e identificare perché queste ultime sono più inclini a morire e causano sordità", ha detto García-Añoveros. Ha sottolineato che questa ricerca è ancora in fase sperimentale.
Altri autori della Northwestern includono la co-autore principale Anne Duggan, PhD, ricercatrice assistente professore di Anestesiologia; John C. Clancy, tecnico di ricerca nel laboratorio García-Añoveros e Duggan; Chuan Zhi Foo, uno studente laureato nel Driskill Graduate Program in Life Sciences (DGP); Ignacio García Gómez, PhD, ricercatore assistente professore di Anestesiologia; Yingji Zhou, PhD, professore assistente di ricerca di Neurologia; Kazuaki Homma, PhD, assistente professore di Otorinolaringoiatria – Chirurgia della testa e del collo; e Mary Ann Cheatham, PhD, professoressa di ricerca in Comunicazione al Weinberg College of Arts and Sciences.
Lo studio è stato finanziato dal National Institute of Deafness and other Communications Disorders