Utilizando herramientas genéticas en ratones, los investigadores de Johns Hopkins Medicine dicen que han identificado un par de proteínas que controlan con precisión cuando las células de detección de sonido, conocidas como células ciliadas, nacen en el oído interno de los mamíferos. Las proteínas, descritas en un informepublicado el 12 de junio en eLife , puede ser la clave para futuras terapias para restaurar la audición en personas con sordera irreversible.
"Los científicos en nuestro campo han estado buscando durante mucho tiempo las señales moleculares que desencadenan la formación de las células ciliadas que perciben y transmiten el sonido", dice Angelika Doetzlhofer, Ph.D., profesora asociada de neurociencia en la Escuela de la Universidad Johns Hopkins deMedicina. "Estas células ciliadas son un jugador importante en la pérdida auditiva, y saber más sobre cómo se desarrollan nos ayudará a encontrar formas de reemplazar las células ciliadas dañadas".
Para que los mamíferos escuchen, las vibraciones del sonido viajan a través de una estructura hueca de caracol llamada cóclea. En el interior de la cóclea hay dos tipos de células detectoras de sonido, células ciliadas internas y externas, que transmiten información sonoraal cerebro
Se estima que el 90% de la pérdida auditiva genética es causada por problemas con las células ciliadas o daño a los nervios auditivos que conectan las células ciliadas con el cerebro. La sordera debido a la exposición a ruidos fuertes o ciertas infecciones virales surge del daño a las células ciliadas.A diferencia de sus contrapartes en otros mamíferos y aves, las células ciliadas humanas no pueden regenerarse. Por lo tanto, una vez que las células ciliadas están dañadas, es probable que la pérdida auditiva sea permanente.
Los científicos han sabido que el primer paso en el nacimiento de las células ciliadas comienza en la parte más externa de la cóclea en espiral. Aquí, las células precursoras comienzan a transformarse en células ciliadas. Luego, como los fanáticos de los deportes que realizan "la ola" en un estadio, las células precursoras a lo largo dela forma espiral de la cóclea se convierte en células ciliadas a lo largo de una ola de transformación que se detiene cuando llega a la parte interna de la cóclea. Sabiendo dónde comienzan su desarrollo las células ciliadas, Doetzlhofer y su equipo fueron en busca de señales moleculares que estaban en la derechalugar y en el momento adecuado a lo largo de la espiral coclear.
De las proteínas que examinaron los investigadores, el patrón de dos proteínas, la Activina A y la folistatina, se destacaba del resto. A lo largo de la ruta espiral de la cóclea, los niveles de Activina A aumentaron donde las células precursoras se convertían en células ciliadas.sin embargo, parecía tener el comportamiento opuesto de Activina A. Sus niveles eran bajos en la parte más externa de la cóclea cuando las células precursoras comenzaban a transformarse en células ciliadas y altas en la parte más interna de la espiral de la cóclea donde las células precursoras nosin embargo, comenzaron su conversión. La activina A pareció moverse en una ola hacia adentro, mientras que la folistatina se movió en una ola hacia afuera.
"En la naturaleza, sabíamos que la activina A y la folistatina funcionan de manera opuesta para regular las células", dice Doetzlhofer. "Y parece que, según nuestros hallazgos, como en el oído, las dos proteínas realizan un acto de equilibrio en el precursorcélulas para controlar la formación ordenada de células ciliadas a lo largo de la espiral coclear ".
Para averiguar cómo exactamente la Activina A y la folistatina coordinan el desarrollo de las células ciliadas, los investigadores estudiaron los efectos de cada una de las dos proteínas individualmente. Primero, aumentaron los niveles de Activina A en las cócleas de los ratones normales. En estos animales, precursorlas células ciliadas se transformaron en células ciliadas demasiado pronto, lo que provocó que las células ciliadas aparecieran prematuramente a lo largo de la espiral coclear. En ratones diseñados para producir en exceso la folistatina o no producir Activina A, las células ciliadas tardaron en formarse y aparecieron desorganizadas y dispersas en varias filas dentrola cóclea
"La acción de la activina A y la folistatina se cronometra con tanta precisión durante el desarrollo que cualquier trastorno puede afectar negativamente la organización de la cóclea", dice Doetzlhofer. "Es como construir una casa: si los cimientos no se colocan correctamente, cualquier cosa construidasobre esto se ve afectado "
Observando más de cerca por qué la sobreproducción de folistatina produce células ciliadas desorganizadas, los investigadores descubrieron que los altos niveles de esta proteína causaban que las células precursoras se dividieran con mayor frecuencia, lo que a su vez hizo que más de ellas se convirtieran en células ciliadas internas de manera aleatoria.
Doetzlhofer señala que su investigación en el desarrollo de las células ciliadas, aunque fundamental, tiene aplicaciones potenciales para tratar la sordera causada por las células ciliadas dañadas: "Estamos interesados en cómo evolucionaron las células ciliadas porque es una pregunta biológica interesante", dice.también quiero usar ese conocimiento para mejorar o desarrollar nuevas estrategias de tratamiento para la pérdida auditiva ".
La investigación fue apoyada por el Instituto Nacional de Sordera y Otros Trastornos de la Comunicación DC011571, DC013477, DC012972 y DC016538 y el Fondo David M. Rubenstein para la Investigación de la Audición.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Original escrito por Vandana Suresh, pasante de redacción científica del Instituto Johns Hopkins de Ciencias Biomédicas Básicas. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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