Objev nových možností léčby ztráty sluchu pomocí genové terapie
V prestižním časopise JCI Insight vědci představili výzkum, který zkoumá využití genové terapie k obnově klíčového proteinu a následné opravě ztráty sluchu. Tento přístup by mohl otevřít dveře k revoluční léčbě, která umožní obnovu biologické funkce sluchu.
Jak funguje sluch a proč selhává
U savců transformují aferentní neurony, které se nacházejí ve vnitřním uchu, zvukové vlny na elektrické signály. Tento proces, známý jako mechanoelektrická transdukce, zahrnuje klíčový protein myosin MYO7A. Mutace v genu Myo7a, který je za produkci tohoto proteinu zodpovědný, způsobují různé typy hluchoty.
Když vědci tento gen u zvířat cíleně vypnuli, došlo k návratu vnitřního ucha do nefunkčního stavu, který se běžně vyskytuje pouze před narozením. Tento stav je charakterizován nepřítomností správných spojení mezi neurony a sluchovými buňkami. Co je však znepokojivé – tento proces může nastat i během stárnutí, což vede k otázce, zda cílený zásah do genu Myo7a může sluch obnovit.
Myši a ztráta sluchu
Vědci vytvořili speciální kmen myší, u kterého lze gen Myo7a cíleně vypnout. Již několik dní po deaktivaci tohoto genu myši ztratily sluch, a do dvou týdnů byly téměř úplně hluché na všechny frekvence. Při detailním zkoumání vědci zjistili, že myši vykazují stejné změny jako u zvířat v raném vývoji či u starých jedinců.
Deaktivace genu ve vnitřních sluchových buňkách, které přímo posílají signály do mozku, byla dostatečná k tomu, aby vedla k úplné ztrátě sluchu. Podobný výsledek byl pozorován i u vnějších sluchových buněk, které sluchové signály zesilují.
Obnova sluchu pomocí genové terapie
Vědci aplikovali geneticky modifikovaným myším adeno-asociovaný virus (AAV), který obnovil produkci proteinu MYO7A. Tento přístup vedl k částečné obnově funkce sluchu – struktury propojení mezi neurony a sluchovými buňkami se vrátily do stavu běžného u dospělých zvířat.
Ačkoli se nepodařilo plně obnovit sluch na úroveň zdravých myší, většina ošetřených jedinců reagovala na velmi hlasité zvuky. To naznačuje, že genová terapie by mohla v budoucnu zlepšit účinnost naslouchadel u lidí.
Další zjištění
Výzkum odhalil, že MYO7A má na sluch mnohem větší vliv, než se dříve předpokládalo. Vědci rovněž zjistili, že sluchový systém využívá ke snížení citlivosti na hluk ochranný mechanismus řízený mozkem. Tento proces je spojen s dlouhodobými změnami v propojení neuronů ve vnitřním uchu.
Nejdůležitějším objevem však je, že dospělá kochlea (část ucha odpovědná za zpracování zvuku) je schopna remodelace prostřednictvím změn genové exprese. Tento výzkum tak představuje významný krok směrem k biologické obnově sluchu u lidí.
Výhled do budoucnosti
Ačkoli výzkum byl zatím proveden pouze na geneticky modifikovaných myších, výsledky dávají naději. Při dalších pokusech bude nutné zjistit, zda lze tento přístup aplikovat na starší zvířata nebo dokonce na lidi. Pokud se tato metoda osvědčí, mohla by výrazně zlepšit kvalitu života lidí s genetickými poruchami sluchu nebo s hluchotou způsobenou vystavením hluku.
Zdroje
- Fettiplace, R. (2011). Hair cell transduction, tuning, and synaptic transmission in the mammalian cochlea. Comprehensive Physiology, 7(4), 1197-1227.
- Hasson, T., Gillespie, P. G., Garcia, J. A., et al. (1997). Unconventional myosins in inner-ear sensory epithelia. The Journal of Cell Biology, 137(6), 1287-1307.
- Weil, D., Küssel, P., Blanchard, S., et al. (1997). DFNB2 and Usher 1B syndrome as allelic defects of the myosin-VIIA gene. Nature Genetics, 16(2), 191-193.
- Corns, L. F., Johnson, S. L., Roberts, T., et al. (2018). Mechanotransduction in mature inner hair cells. Nature Communications, 9(1), 4015.
- Lauer, A. M., Fuchs, P. A., Ryugo, D. K., et al. (2012). Efferent synapses return to inner hair cells in aging cochlea. Neurobiology of Aging, 33(12), 2892-2902.
- Fuchs, P. A., & Lauer, A. M. (2019). Efferent inhibition of the cochlea. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine, 9(5), a033530.
- Amariutei, A. E., Jeng, J. Y., Safieddine, S., & Marcotti, W. (2023). Advances in gene therapy for hearing loss. Royal Society Open Science, 10(6), 230644.