Η γονιδιακή θεραπεία κάνει τα κοχλιακά εμφυτεύματα πολύ πιο αποτελεσματικά

Μια ομάδα επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας (UNSW) στην Αυστραλία έχει βρει έναν τρόπο να χρησιμοποιήσει τα ηλεκτρόδια σε κοχλιακά εμφυτεύματα για να εφαρμόσει στοχευμένη γονιδιακή θεραπεία και να αναζωογονήσει τα ακουστικά νεύρα στο αυτί. Η έρευνά τους δημοσιεύθηκε σήμερα στο Science Translational Medicine .

Η απώλεια ακοής είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος απώλειας αισθήσεων, που επηρεάζει έναν στους πέντε ενήλικες της Η.Π.Α. Για πολλούς, ένα ακουστικό είναι αρκετό για να διορθώσει την βλάβη τους. Για πιο σοβαρές περιπτώσεις απώλειας ακοής, μπορεί να είναι απαραίτητο ένα κοχλιακό εμφύτευμα.

διαφήμισηΗ διαφήμιση

Αλλά τα εμφυτεύματα δεν αποκαθιστούν το πλήρες φάσμα της ακοής. "Οι άνθρωποι με κοχλιακά εμφυτεύματα καταφέρνουν καλά με την κατανόηση του λόγου, αλλά η αντίληψή τους για το γήπεδο μπορεί να είναι κακή, έτσι συχνά χάνουν τη χαρά της μουσικής", δήλωσε σε ένα δελτίο τύπου ο συγγραφέας Gary Housley, καθηγητής στο UNSW.

Μάθετε περισσότερα για την απώλεια ακοής και πώς να το διαχειριστείτε »

Υπάρχουν πολλά είδη απώλειας ακοής, ανάλογα με το πού συμβαίνει βλάβη στη διαδρομή ανάμεσα στο αυτί και τον εγκέφαλο. Στην περίπτωση ανθρώπων με κοχλιακά εμφυτεύματα, η βλάβη της ακοής εμφανίζεται μέσα στο ίδιο το αυτί, στον κοχλία. Ο κοχλία είναι επενδεδυμένος με χιλιάδες μικροσκοπικές τρίχες που δονούν όταν ανιχνεύουν ηχητικά κύματα, μετά μεταδίδουν ένα σήμα για νευρικά κύτταρα που μεταφέρουν στον εγκέφαλο. Αυτά τα κύτταρα είναι πολύ ευαίσθητα και μπορούν να πεθάνουν από οποιοδήποτε αριθμό αιτιών.

διαφήμιση

Υπάρχουν επίσης κοντινά κελιά που παίζουν σημαντικό ρόλο στην ακοή, και επίσης πεθαίνουν εύκολα. Κάνουν ουσίες που ονομάζονται νευροτροφίνες, πρωτεΐνες που υποστηρίζουν τα νευρικά κύτταρα και τους επιτρέπουν να αναπτυχθούν. Όταν τα κύτταρα αυτά πεθάνουν, τα νευρικά κύτταρα που στέλνουν σήματα στον εγκέφαλο χάνουν το δίκτυο υποστήριξής τους. Ανησυχεί για τις νευροτροφίνες, τα νευρικά κύτταρα επίσης πεθαίνουν.

Ένα κοχλιακό εμφύτευμα παίρνει τη θέση των κυττάρων ανίχνευσης του ήχου στο αυτί. Έχει ένα μικρόφωνο για να πάρει τον ήχο και έναν επεξεργαστή για να σπάσει τον ήχο σε κανάλια, με έμφαση στα μήκη κύματος του ήχου που αντιστοιχούν στην ομιλία. Στη συνέχεια, προβάλλει μια σειρά από ηλεκτρόδια βαθιά μέσα στον κοχλία, πλησιάζοντας τα νευρικά κύτταρα που μεταδίδουν το σήμα στον εγκέφαλο.

ΔιαφήμισηΗ διαφήμιση

Ωστόσο, υπάρχει ακόμα ένα χάσμα, και τα νευρικά κύτταρα έχουν ακόμα υποστεί βλάβη από την έλλειψη νευροτροφινών. Αυτά τα προβλήματα περιορίζουν την ευαισθησία του ήχου για τους κοχλιακούς χρήστες εμφυτευμάτων.

Εξερευνήστε την ανατομία του κοχλία »

Η λύση

Η λύση για την απώλεια της ακοής φάνηκε ξεκάθαρη στην αρχή: αναγέννηση των χαμένων νευρικών κυττάρων. Έτσι, η ομάδα χρησιμοποίησε ινδικά χοιρίδια για να μάθει πώς.

Αλλά η αύξηση των νευρικών κυττάρων δεν είναι εύκολη υπόθεση. Η απλή κολύμβηση των εγκεφάλων των ινδικών χοιριδίων στις νευροτροφίνες θα μπορούσε να προκαλέσει ανεξέλεγκτη ανάπτυξη όλων των ειδών των νευρικών κυττάρων, γεγονός που θα μπορούσε να προκαλέσει επιληπτικές κρίσεις ινδικών χοιριδίων, ψύχωση ή χειρότερα.Χρειαζόταν τις νευροτροφίνες να εμφανίζονται μόνο στα νευρικά κύτταρα που είχαν ήδη καταστραφεί, πράγμα που σημαίνει ότι τα κύτταρα έπρεπε να δημιουργήσουν οι ίδιοι τις νευροτροφίνες.

Κάλεσε για γονιδιακή θεραπεία, η οποία θα επέτρεπε στους επιστήμονες να παραδίδουν ένα τμήμα DNA σε κάθε μεμονωμένο κύτταρο δίνοντας οδηγίες για το πώς να κάνουν νευροτροφίνες. Ένας τρόπος με τον οποίο το DNA μπορεί να πειστεί να εισέλθει σε μια κυψέλη είναι η ενεργοποίηση της μεμβράνης του κυττάρου με ένα ηλεκτρικό ρεύμα.

Και το ινδικό χοιρίδιο που μόλις έλαβε ένα κοχλιακό εμφύτευμα έχει δεκάδες ηλεκτρόδια που παράγουν ηλεκτρισμό τοποθετημένα δίπλα στα εν λόγω νευρικά κύτταρα.

«Κανείς δεν προσπάθησε να χρησιμοποιήσει το ίδιο το κοχλιακό εμφύτευμα για γονιδιακή θεραπεία», δήλωσε ο Housley. «Με την τεχνική μας, το κοχλιακό εμφύτευμα μπορεί να είναι πολύ αποτελεσματικό για αυτό. "

Η λύση ήταν τέλεια. Οι επιστήμονες έκαναν έγχυση του κοκτέιλ DNA τους στα ινδικά χοιρίδια και στη συνέχεια χρησιμοποίησαν έναν σύντομο παλμό ηλεκτρικού ρεύματος από το κοχλιακό εμφύτευμα για να συγκλονίσουν τα νευρικά κύτταρα που μεταφέρουν ήχο - και μόνο αυτά τα νευρικά κύτταρα - στην αποδοχή των νέων οδηγιών του DNA.

Διαφήμιση

Σχετικά Νέα: Η απώλεια ακοής οδηγεί σε απώλεια ιστών του εγκεφάλου σε ηλικιωμένους ενήλικες »

Το αποτέλεσμα

Όπως προβλέφθηκε, τα χαλασμένα κύτταρα άρχισαν να παράγουν τις δικές τους νευροτροφίνες. Με την αποκατάσταση της προσφοράς τους, τα νευρικά κύτταρα άρχισαν να αναζωογονούν και να δημιουργούν νέες συνδέσεις πέρα ​​από το κενό στα ηλεκτρόδια του εμφυτεύματος. Τα κωφαίρια ινδικά χοιρίδια που είχαν λάβει τη γονιδιακή θεραπεία είχαν ακουστικά συσσωματώματα νεύρων που ήταν 40% μεγαλύτερα από τα ινδικά χοιρίδια που δεν είχαν τη διαδικασία. Τα κατεστραμμένα νευρικά κύτταρα αποκαθιστούν ακόμη και τη μυελίνη τους, μια λιπαρή θήκη που προστατεύει τα νευρικά κύτταρα και ενισχύει την ικανότητά τους να διεξάγουν ηλεκτρικά σήματα.

ΔιαφήμισηΔιαφήμιση

Δύο εβδομάδες μετά τη θεραπεία, οι επιστήμονες εξέτασαν την ακοή των ινδικών χοιριδίων μετρώντας την εγκεφαλική τους δραστηριότητα. Τα αποτελέσματα ήταν δραματικά. Τα ινδικά χοιρίδια που έλαβαν γονιδιακή θεραπεία είχαν ακούσει ότι ήταν σχεδόν εξίσου ευαίσθητα με τα ινδικά χοιρίδια που δεν είχαν ποτέ χάσει την ακοή τους στην πρώτη θέση.

Η παραγωγή νευροτροφινών έπεσε μετά από λίγους μήνες καθώς το δωρεές DNA κατέστρεψε, αλλά με τα εισερχόμενα ηχητικά σήματα για να τα διατηρήσουν ενεργά, τα νευρικά κύτταρα παρέμειναν δυνατά.

Αυτό θα μπορούσε να αλλάξει τα πάντα για ανθρώπους που φορούν κοχλιακά εμφυτεύματα.

Διαφήμιση

«Νομίζουμε ότι είναι πιθανό ότι στο μέλλον αυτή η παράδοση γονιδίων θα προσθέσει μόνο λίγα λεπτά στη διαδικασία εμφύτευσης», δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας του βιβλίου, Jeremy Pinyon, σε δελτίο τύπου. "Ο χειρουργός που εγκαθιστά τη συσκευή θα έχεε την έγχυση του διαλύματος DNA στον κοχλία και στη συνέχεια θα πυρπόλησε ηλεκτρικές παλμώσεις για να ενεργοποιήσει τη μετάδοση του DNA μόλις το εμφύτευμα εισαχθεί. "

Οι ηλεκτρικοί παλμοί που χρησιμοποιούνται για τη διεξαγωγή της γονιδιακής θεραπείας είναι μεγαλύτεροι από το συνιστώμενο επίδομα κοχλιακών εμφυτευμάτων, αλλά μια έκρηξη ηλεκτρισμού για λίγα μόνο δευτερόλεπτα θα προκαλούσε πιθανώς λίγα προβλήματα σε σύγκριση με το πιθανό όφελος της αποκατασταθείσας ακοής.

Αυτή η τεχνική ανοίγει το δρόμο για στοχοθετημένη γονιδιακή θεραπεία για τη θεραπεία άλλων διαταραχών, όπως η νόσος του Parkinson, για την οποία ένας ασθενής μπορεί επίσης να λάβει ένα βιονικό εμφύτευμα.

«Η δουλειά μας έχει συνέπειες πολύ πέρα ​​από τις ακοής», δήλωσε σε συνέντευξη τύπου ο Matthias Klugmann, αναπληρωτής καθηγητής στη Σχολή Ιατρικών Επιστημών του UNSW. «Η γονιδιακή θεραπεία προτάθηκε ως έννοια θεραπείας ακόμη και για καταστροφικές νευρολογικές συνθήκες και η τεχνολογία μας παρέχει μια νέα πλατφόρμα για ασφαλή και αποτελεσματική μεταφορά γονιδίων σε ιστούς τόσο λεπτή όσο και ο εγκέφαλος.

Διαβάστε περισσότερα: Το νέο φάρμακο μπορεί να αντιστρέψει την απώλεια ακοής »