Hace que los implantes cocleares sean mucho más efectivos

Un equipo de científicos de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) en Australia ha encontrado una manera de utilizar los electrodos en implantes cocleares para aplicar la terapia génica dirigida y regenerar los nervios auditivos dañados en el oído. Su investigación fue publicada hoy en Science Translational Medicine .

La pérdida de audición es el tipo más común de pérdida sensorial, que afecta a uno de cada cinco adultos de EE. UU. Para muchos, un audífono es suficiente para corregir su deterioro. Para casos más severos de pérdida auditiva, puede ser necesario un implante coclear.

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Pero los implantes no restauran todo el rango de audición. "A las personas con implantes cocleares les va bien para entender el habla, pero su percepción del tono puede ser pobre, por lo que a menudo se pierden la alegría de la música", dijo el autor principal del estudio Gary Housley, profesor de UNSW, en un comunicado.

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El problema

Hay muchos tipos de pérdida auditiva, dependiendo de dónde ocurra el daño en el camino entre la oreja y el cerebro. En el caso de las personas con implantes cocleares, el daño auditivo ocurre dentro del oído, en la cóclea. La cóclea está llena de miles de diminutos pelos que vibran cuando detectan ondas de sonido, y luego transmiten una señal para que las células nerviosas lleguen al cerebro. Estas células son muy sensibles y pueden morir por cualquier cantidad de causas.

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También hay celdas cercanas que juegan un papel importante en la audición, y ellas también mueren fácilmente. Crean sustancias llamadas neurotrofinas, proteínas que sostienen las células nerviosas y les permiten crecer. Cuando estas células mueren, las células nerviosas que envían señales al cerebro pierden su red de apoyo. Anonadado por las neurotrofinas, las células nerviosas también mueren.

Un implante coclear toma el lugar de las células de detección de sonido en el oído. Tiene un micrófono para recoger el sonido y un procesador para dividir el sonido en canales, con énfasis en las longitudes de onda del sonido que corresponden al habla. Luego, proyecta una serie de electrodos en las profundidades de la cóclea, llegando cerca de las células nerviosas que transmiten la señal al cerebro.

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Sin embargo, todavía hay un espacio, y las células nerviosas todavía han sufrido daños por la falta de neurotrofinas. Estos problemas restringen la sensibilidad del sonido para los usuarios de implantes cocleares.

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La solución

La solución para la pérdida de la audición parece directa al principio: volver a crecer las células nerviosas perdidas. Entonces el equipo usó conejillos de indias para descubrir cómo.

Pero hacer que las células nerviosas crezcan no es una tarea fácil. Simplemente bañar los cerebros de los conejillos de indias en neurotrofinas podría provocar el crecimiento incontrolable de todo tipo de células nerviosas, lo que podría provocar ataques de conejillos de Indias, psicosis o algo peor.Necesitaban que las neurotrofinas solo aparecieran dentro de las células nerviosas que ya habían sido dañadas, lo que significa que las células tenían que crear las mismas neurotrofinas.

Esto requería terapia génica, que permitiría a los científicos entregar una sección de ADN a cada célula individual dando instrucciones sobre cómo hacer neurotrofinas. Una forma en que se puede persuadir al ADN para que ingrese a una célula es mediante el corte de la membrana de la célula con una corriente eléctrica.

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Y un conejillo de indias que acaba de recibir un implante coclear tiene docenas de electrodos productores de electricidad colocados justo al lado de las células nerviosas en cuestión.

"Nadie había intentado usar el implante coclear para la terapia génica", dijo Housley. "Con nuestra técnica, el implante coclear puede ser muy efectivo para esto. "

La solución fue perfecta. Los científicos inyectaron su cóctel de ADN en los conejillos de Indias, luego usaron un breve pulso de electricidad del implante coclear para electrocutar a las células nerviosas portadoras de sonido -y solo a esas células nerviosas- para que aceptaran las nuevas instrucciones de ADN.

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El resultado

Como se predijo, las células dañadas comenzaron a producir sus propias neurotrofinas. Con su suministro restaurado, las células nerviosas comenzaron a crecer de nuevo y crear nuevas conexiones a través de la brecha con los electrodos en el implante. Los conejillos de indias sordos que habían recibido la terapia génica tenían grupos nerviosos portadores de sonido que eran 40 por ciento más grandes que los conejillos de Indias que no habían tenido el procedimiento. Las células nerviosas dañadas incluso regeneraron su mielina, una cubierta grasa que protege las células nerviosas y mejora su capacidad para conducir señales eléctricas.

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Dos semanas después del tratamiento, los científicos probaron la audición de los conejillos de indias midiendo su actividad cerebral. Los resultados fueron dramáticos. Los conejillos de Indias que habían recibido terapia génica tenían una audición que era casi tan sensible como la de los cobayos que nunca habían perdido la audición en primer lugar.

La producción de neurotrofinas cayó después de unos meses a medida que el ADN donado decaía, pero con las señales de sonido entrantes para mantenerlos activos, las células nerviosas se mantuvieron fuertes.

Esto podría cambiar todo para las personas que usan implantes cocleares.

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"Creemos que es posible que en el futuro la administración de este gen solo agregue unos minutos al procedimiento de implante", dijo el primer autor del artículo, Jeremy Pinyon, en un comunicado de prensa. "El cirujano que instala el dispositivo inyectará la solución de ADN en la cóclea y luego activará los impulsos eléctricos para activar la transferencia de ADN una vez que se REPLACEe el implante. "

Los pulsos eléctricos utilizados para realizar el procedimiento de terapia génica son mayores que la cantidad recomendada para implantes cocleares, pero una explosión de electricidad durante unos segundos probablemente causaría pocos problemas en comparación con el beneficio potencial de la audición restaurada.

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Esta técnica también allana el camino para que la terapia genética dirigida trate otros trastornos, como la enfermedad de Parkinson, para los cuales un paciente también podría recibir un implante biónico.

"Nuestro trabajo tiene implicaciones que van más allá de los trastornos auditivos", dijo el coautor Matthias Klugmann, profesor asociado de la Facultad de Ciencias Médicas de la UNSW, en un comunicado de prensa. "La terapia génica se ha sugerido como un concepto de tratamiento incluso devastador condiciones neurológicas, y nuestra tecnología proporciona una nueva plataforma para la transferencia de genes segura y eficiente en tejidos tan delicados como el cerebro. "

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