El Nuevo Tratamiento Regenera Las Células Ciliadas Del Oído Interno Y Combate La Pérdida Auditiva

Un nuevo tratamiento farmacológico podría combatir la pérdida auditiva

Esta imagen muestra grandes colonias clonales de células progenitoras cocleares formadas a partir de células individuales y convertidas en colonias de células ciliadas de alta pureza (cian) con intrincados haces de pelo (rojo).

Un equipo de investigadores ha descubierto una combinación de fármacos que puede regenerar las células ciliadas del oído interno, lo que ofrece una nueva forma potencial de tratar la pérdida auditiva.

Dentro del oído interno, miles de células ciliadas detectan ondas sonoras y las traducen en señales nerviosas que nos permiten escuchar el habla, la música y otros sonidos cotidianos. El daño a estas células es una de las principales causas de pérdida auditiva, que afecta a 48 millones de estadounidenses.

Cada uno de nosotros nace con unas 15.000 células ciliadas por oído y, una vez dañadas, estas células no pueden volver a crecer. Sin embargo, los investigadores de MIT , Brigham and Women’s Hospital y Massachusetts Eye and Ear han descubierto ahora una combinación de medicamentos que expande la población de células progenitoras (también llamadas células de soporte) en el oído y las induce a convertirse en células ciliadas, ofreciendo una nueva forma potencial de tratar la audición. pérdida.

“La pérdida de audición es un problema real a medida que las personas envejecen. Es una necesidad insatisfecha, y este es un enfoque completamente nuevo ”, dice Robert Langer, profesor del Instituto David H. Koch en el MIT, miembro del Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer y uno de los autores principales de la estudiar.

Jeffrey Karp, profesor asociado de medicina en el Brigham and Women’s Hospital (BWH) y la Escuela de Medicina de Harvard en Boston; y Albert Edge, profesor de otorrinolaringología en la Facultad de Medicina de Harvard con sede en Massachusetts Eye and Ear, también son autores principales del artículo, que aparece en la edición del 21 de febrero de Cell Reports .

Los autores principales son Will McLean, un reciente doctorado en la División de Ciencias de la Salud y Tecnología de Harvard-MIT, y Xiaolei Yin, instructora en Brigham and Women’s y afiliada de investigación en el Instituto Koch. Otros autores son Lin Lu, ex estudiante visitante del MIT, Danielle Lenz, postdoctoral de Mass Eye and Ear, y Dalton McLean, asistente de investigación de Mass Eye and Ear.

Un nuevo tratamiento podría combatir la pérdida auditiva

Esta imagen muestra grandes colonias clonales de células progenitoras cocleares formadas a partir de células individuales y convertidas en colonias de células ciliadas de alta pureza (magenta) con intrincados mechones de pelo (cian).

Regeneración celular

La exposición al ruido, el envejecimiento y algunos antibióticos y medicamentos de quimioterapia pueden provocar la muerte de las células ciliadas. En algunos animales, esas células se regeneran naturalmente, pero no en los humanos.

El equipo de investigación comenzó a investigar la posibilidad de regenerar las células ciliadas durante un estudio anterior sobre las células del revestimiento intestinal. En ese estudio, publicado en 2013, Karp, Langer, Yin y otros informaron que podían generar grandes cantidades de células intestinales inmaduras y luego estimularlas para que se diferenciaran al exponerlas a ciertas moléculas.

Durante ese estudio, el equipo se dio cuenta de que las células que brindan soporte estructural en la cóclea expresan algunas de las mismas proteínas de superficie que las células madre intestinales. Los investigadores decidieron explorar si el mismo enfoque funcionaría en esas células de soporte.

Expusieron células de una cóclea de ratón, cultivada en una placa de laboratorio, a moléculas que estimulan la vía Wnt, lo que hace que las células se multipliquen rápidamente.

“Usamos moléculas pequeñas para activar las células de soporte para que se vuelvan proliferativas y puedan generar células ciliadas”, dice Yin.

Al mismo tiempo, para evitar que las células se diferenciaran demasiado pronto, los investigadores también expusieron las células a moléculas que activan otra vía de señalización conocida como Notch.

Una vez que tuvieron una gran cantidad de células progenitoras inmaduras (aproximadamente 2000 veces mayor que cualquiera de los reportados anteriormente), los investigadores agregaron otro conjunto de moléculas que provocaron que las células se diferenciaran en células ciliadas maduras. Este procedimiento genera aproximadamente 60 veces más células ciliadas maduras que la técnica que antes había funcionado mejor, que utiliza factores de crecimiento para inducir a las células de la cóclea de soporte a convertirse en células ciliadas sin expandir primero la población.

Los investigadores encontraron que su nuevo enfoque también funcionaba en una cóclea de ratón intacta extraída del cuerpo. En ese experimento, los investigadores no necesitaron agregar el segundo conjunto de medicamentos porque una vez que se formaron las células progenitoras, se expusieron naturalmente a señales que las estimularon para convertirse en células ciliadas maduras.

“Solo necesitamos promover la proliferación de estas células de soporte, y luego la cascada de señalización natural que existe en el cuerpo impulsará una porción de esas células a convertirse en células ciliadas”, dice Karp.

Fácil administración

Debido a que este tratamiento implica una simple exposición a un fármaco, los investigadores creen que podría ser fácil de administrar a pacientes humanos. Ellos prevén que los medicamentos podrían inyectarse en el oído medio, desde donde se difundirían a través de una membrana hacia el oído interno. Este tipo de inyección se realiza comúnmente para tratar infecciones de oído.

Algunos de los investigadores han iniciado una empresa llamada Frequency Therapeutics, que ha obtenido la licencia de la tecnología MIT / BWH y planea comenzar a probarla en pacientes humanos dentro de los 18 meses.

Jeffrey Holt, profesor de otorrinolaringología y neurología en el Boston Children’s Hospital y la Escuela de Medicina de Harvard, dice que este enfoque tiene potencial para tratar la pérdida auditiva, si se puede demostrar su seguridad y efectividad.

“La capacidad de promover la proliferación de células madre del oído interno y dirigir su maduración hacia un destino de células ciliadas auditivas es un avance importante que acelerará el ritmo del descubrimiento científico y facilitará la traducción de los enfoques de la medicina regenerativa para la restauración de la función auditiva en pacientes con pérdida de audición ”, dice Holt, que no participó en la investigación.

Los investigadores también esperan que su trabajo ayude a otros científicos que estudian la pérdida auditiva.

“El descubrimiento de fármacos para el oído interno se ha visto limitado por la incapacidad de adquirir suficientes células progenitoras o células ciliadas sensoriales para explorar los objetivos de los fármacos y sus efectos sobre estos tipos de células”, dice McLean. “Esperamos que nuestro trabajo sirva como una herramienta útil para que otros científicos realicen estudios de manera más eficaz sobre las células de apoyo y las células ciliadas para la investigación básica y posibles soluciones terapéuticas para la pérdida auditiva”.

Karp, Langer y Yin también están trabajando para aplicar este enfoque a otros tipos de células, incluidos los tipos de células intestinales involucradas en la regulación de la insulina y el control de la microbiota intestinal.

La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud, la Comisión Europea, el Premio Harvard-MIT IDEA 2 , la Fundación Shulsky y Robert Boucai.

Publicación: Will J. McLean, et al., “Expansión clonal de células positivas para Lgr5 de cócleas de mamíferos y generación de alta pureza de células ciliadas sensoriales”, Cell Reports, 2017; doi: 10.1016 / j.celrep.2017.01.066

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