Μια διεθνής ομάδα ερευνητών έχει αναπτύξει μια νέα μέθοδο για τη θεραπεία στο εσωτερικό αυτί. Η ανακάλυψη έγινε δυνατή με την αξιοποίηση της φυσικής ροής υγρών στον εγκέφαλο και τη χρήση μιας μικρής κατανοητής κερκόπορτας στον κοχλία. Όταν συνδυάστηκαν για να παραδώσουν μια γονιδιακή θεραπεία που επιδιορθώνει τα τριχωτά κύτταρα του εσωτερικού αυτιού, οι ερευνητές κατάφεραν να αποκαταστήσουν την ακοή σε κωφά ποντίκια.
«Αυτά τα ευρήματα αποδεικνύουν ότι η μεταφορά του εγκεφαλονωτιαίου υγρού περιλαμβάνει μια προσιτή οδό για τη μεταφορά γονιδίων στο εσωτερικό αυτί των ενηλίκων και μπορεί να αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα προς τη χρήση γονιδιακής θεραπείας για την αποκατάσταση της ακοής στον άνθρωπο», δήλωσε ο Maiken Nedergaard, MD, DMSc, ανώτερος συγγραφέας του νέου μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο περιοδικό Science Translational Medicine.
Ο Nedergaard είναι συνδιευθυντής του Κέντρου Μεταφραστικής Νευροϊατρικής στο Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ και στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης. Η μελέτη ήταν προϊόν συνεργασίας μεταξύ ερευνητών των δύο πανεπιστημίων και μιας ομάδας με επικεφαλής την Barbara Canlon, Ph.D. στο Εργαστήριο Πειραματικής Ακουολογίας στο Ινστιτούτο Karolinska στη Στοκχόλμη της Σουηδίας.
Ο αριθμός των ανθρώπων παγκοσμίως που προβλέπεται ότι θα έχουν ήπια έως πλήρη απώλεια ακοής αναμένεται να αυξηθεί σε περίπου 2,5 δισεκατομμύρια μέχρι τα μέσα του αιώνα. Η κύρια αιτία είναι ο θάνατος ή η απώλεια της λειτουργίας των τριχωτών κυττάρων που βρίσκονται στον κοχλία – τα οποία είναι υπεύθυνα για τη μετάδοση ήχων στον εγκέφαλο – λόγω μεταλλάξεων κρίσιμων γονιδίων, γήρανσης, έκθεσης στον θόρυβο και άλλων παραγόντων.
Ενώ τα τριχωτά κύτταρα δεν αναγεννώνται φυσικά σε ανθρώπους και άλλα θηλαστικά, οι γονιδιακές θεραπείες έχουν δείξει πολλά υποσχόμενα και σε ξεχωριστές μελέτες έχουν επιδιορθώσει με επιτυχία τη λειτουργία των τριχωτών κυττάρων σε νεογέννητα και πολύ νεαρά ποντίκια. Ωστόσο, καθώς τόσο τα ποντίκια όσο και οι άνθρωποι γερνούν, ο κοχλίας, ήδη μια λεπτή δομή, εγκλείεται σε κροταφικό οστό. Σε αυτό το σημείο, οποιαδήποτε προσπάθεια να φτάσει κανείς στον κοχλία και να παραδώσει μια γονιδιακή θεραπεία μέσω χειρουργικής επέμβασης κινδυνεύει να βλάψει αυτήν την ευαίσθητη περιοχή και να αλλοιώσει την ακοή.
Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές περιγράφουν ένα λίγο κατανοητό πέρασμα στον κοχλία που ονομάζεται κοχλιακό υδραγωγείο. Ενώ το όνομα φέρνει στο νου εικόνες μνημειώδους πέτρινης αρχιτεκτονικής, το κοχλιακό υδραγωγείο είναι ένα λεπτό οστέινο κανάλι που δεν είναι μεγαλύτερο από μια τρίχα. Υποψία ότι παίζει ρόλο στην εξισορρόπηση της πίεσης στο αυτί, νέα μελέτη δείχνει ότι το κοχλιακό υδραγωγείο λειτουργεί επίσης ως αγωγός μεταξύ του εγκεφαλονωτιαίου υγρού που βρίσκεται στο εσωτερικό αυτί και του υπόλοιπου εγκεφάλου.
Οι επιστήμονες αναπτύσσουν σαφέστερη εικόνα της μηχανικής του γλυμφικού συστήματος, της μοναδικής διαδικασίας του εγκεφάλου για την απομάκρυνση των αποβλήτων που περιγράφηκε για πρώτη φορά από το εργαστήριο Nedergaard το 2012. Επειδή το γλυμφικό σύστημα αντλεί το εγκεφαλονωτιαίο υγρό βαθιά στον εγκεφαλικό ιστό για να απομακρύνει τις τοξικές πρωτεΐνες, οι ερευνητές το παρακολουθούν ως ένας δυνητικά νέος τρόπος μεταφοράς φαρμάκων στον εγκέφαλο, μια σημαντική πρόκληση για την ανάπτυξη φαρμάκων για νευρολογικές διαταραχές.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν επίσης ότι η πολύπλοκη κίνηση των υγρών που οδηγείται από το γλυμφικό σύστημα εκτείνεται στα μάτια και στο περιφερικό νευρικό σύστημα, συμπεριλαμβανομένου του αυτιού. Η νέα μελέτη αντιπροσώπευε μια ευκαιρία να δοκιμαστεί το δυναμικό χορήγησης φαρμάκων του γλυφικού συστήματος, ενώ ταυτόχρονα στόχευε ένα τμήμα του ακουστικού συστήματος που δεν ήταν στο παρελθόν.
Χρησιμοποιώντας μια σειρά από τεχνολογίες φαντασίας και μοντελοποίησης, οι ερευνητές μπόρεσαν να αναπτύξουν ένα λεπτομερές πορτρέτο του τρόπου με τον οποίο υγρό από άλλα μέρη του εγκεφάλου ρέει μέσω του κοχλιακού υδραγωγείου και στο εσωτερικό αυτί. Στη συνέχεια, η ομάδα ενέθηκε με έναν αδενο-συσχετιζόμενο ιό στη cisterna magna, μια μεγάλη δεξαμενή εγκεφαλονωτιαίου υγρού που βρέθηκε στη βάση του κρανίου.
Ο ιός βρήκε το δρόμο του στο εσωτερικό αυτί μέσω του κοχλιακού υδραγωγείου, παρέδωσε μια γονιδιακή θεραπεία που εκφράζει μια πρωτεΐνη που ονομάζεται φυσαλιδώδης μεταφορέας γλουταμικού-3, η οποία επιτρέπει στα τριχωτά κύτταρα να μεταδίδουν σήμα και να διασώσουν την ακοή σε ενήλικα κωφά ποντίκια. «Αυτή η νέα οδός παροχής στο αυτί μπορεί όχι μόνο να εξυπηρετήσει την πρόοδο της ακουστικής έρευνας, αλλά και να αποδειχθεί χρήσιμη όταν μεταφραστεί σε ανθρώπους με προοδευτική γενετική απώλεια ακοής», είπε ο Nedergaard.