Terapia génica de implante coclear
Nervio coclear después de la terapia génicaUNIVERSITY OF NEW SOUTH WALES, PINYON & Los implantes cocleares de HOUSLEY se encuentran entre los dispositivos biónicos más exitosos jamás desarrollados. Disponibles desde la década de 1970, han restaurado cierto grado de audición a más de 300 000 personas en todo el mundo. Ahora, científicos de la Universidad de Nueva Gales del Sur han encontrado una manera de hacer que los implantes sean aún más efectivos, convirtiéndolos en vehículos de administración de genes que promueven el crecimiento de las neuronas moribundas en el oído. Su trabajo apareció en Science Translational Medicine hoy (23 de abril).
Muchas personas pierden la audición cuando mueren las células ciliadas sensibles al sonido en sus cócleas. Cuando esto sucede, las neuronas del ganglio espiral (SGN), que envían señales desde las células ciliadas al cerebro, también comienzan a atrofiarse.
Los implantes cocleares sustituyen a las células ciliadas desaparecidas y producen corrientes eléctricas que estimulan los SGN directamente. Pero estas neuronas encogidas suelen…
El equipo de Jeremy Pinyon ha ideado una solución. Antes de añadir quirúrgicamente un implante coclear a los conejillos de Indias, los científicos infundieron a las células circundantes anillos de ADN que contenían factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), un gen que estimula el crecimiento de las neuronas. Luego, los implantes usan pequeños electrodos para entregar ráfagas eléctricas fuertes pero breves, de 1 a 5 pulsos, cada uno de 15 milisegundos de duración. Estos rompen las membranas de las células cercanas el tiempo suficiente para que entre el ADN. Las células expresan BDNF, y las SGN que antes estaban atrofiadas crecen hacia ellas. Salen a través de pequeños poros en el hueso y migran muy cerca de los electrodos, dijo Gary Housley, quien dirigió el estudio. Eso fue realmente inesperado, pero ayuda mucho.
Usar BDNF para hacer crecer las neuritas de las células ganglionares en espiral hacia los electrodos es una idea antigua (aunque sigue siendo importante), pero el uso de la matriz de electrodos para enfocar la terapia génica dirigida como se describe es muy innovadora, dijo Jay Rubinstein de la Universidad de Washington a The Scientist en un correo electrónico.
El equipo probó su técnica en conejillos de Indias sordos y mostró que los SGN de roedores volvieron a crecer como se predijo. Estimularon eléctricamente estas células y detectaron fuertes respuestas en la región auditiva del tronco encefálico que recibe señales de las SGN. Solo se necesitó la mitad de la corriente para obtener las mismas respuestas en los animales tratados en comparación con los no tratados, una señal de que su audición había mejorado drásticamente.
Housley dijo que usar el implante en sí mismo para administrar la terapia génica significa que BDNF solo se expresa en las células cercanas, lo que atrae a las neuronas en regeneración al lugar correcto. El método de administración más común que usa vectores virales no funcionará, ya que los virus van a todas partes, dijo.
Varios otros grupos han desarrollado formas alternativas de administrar BDNF a la cóclea, incluidas cápsulas o matrices. de nanopartículas que liberan lentamente el gen. Estos métodos se han mostrado prometedores, pero Housley sospecha que, con un poco de desarrollo, su técnica finalmente sería más simple. Se coloca el ADN en la cóclea antes de un implante, un cirujano inserta la matriz y aplica un pulso eléctrico, y el trabajo se realiza en cinco segundos, dijo.
Pero Stephen OLeary, de la Universidad de Melbourne, señaló algunos posibles inconvenientes. El método involucra grandes voltajes que son demasiado altos para ser replicados en implantes cocleares contemporáneos, explicó en un correo electrónico. La eficiencia de la transfección parece buena, pero parece durar solo unas pocas semanas. Este es un problema importante para la traducción clínica. Es poco probable que la expresión a corto plazo produzca efectos neuronales duraderos, y es bien sabido que una vez que se retira el BDNF, las neuronas se degeneran una vez más.
Housley reconoció estos problemas, pero dijo que espera que una vez que el implante coclear esté en funcionamiento para una audición normal, la estimulación eléctrica en curso debería mantener las fibras regeneradas. Su equipo ahora está trabajando para mejorar la técnica y espera probarla en ensayos clínicos dentro de dos años.
J.L. Pinyon et al., La entrega de genes de electroporación de campo cerrado utilizando la matriz de electrodos del implante coclear mejora el oído biónico, Science Translational Medicine , 6: 233ra54, 2014.
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