Nouvel outil pour créer des cellules ciliées auriculaires perdues à cause du vieillissement ou du bruit

« Nous avons surmonté un obstacle majeur » pour rétablir l’audition, disent les enquêteurs.

• La découverte génétique permet la production de cellules ciliées de l’oreille interne ou externe
• La plupart des pertes auditives sont causées par la mort des cellules ciliées externes due au vieillissement ou au bruit
• Un commutateur de gène maître active la croissance des cellules ciliées de l’oreille

La perte auditive causée par le vieillissement, le bruit, certains médicaments contre le cancer et les antibiotiques est devenue irréversible parce que les scientifiques ont été incapables de reprogrammer les cellules existantes pour qu’elles se développent en cellules sensorielles externes et internes – essentielles à l’audition – une fois qu’elles sont mortes.

Les scientifiques de Northwestern Medicine ont découvert un gène clé unique qui programme les cellules ciliées de l’oreille dans les cellules externes ou internes, surmontant un obstacle majeur qui empêchait auparavant ces cellules de se développer pour restaurer l’audition, selon une nouvelle recherche publiée aujourd’hui (4 mai 2022) dans la revue Science. tempérer la nature.

« Notre découverte nous donne le premier commutateur cellulaire clair pour faire une espèce par rapport à l’autre », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Jaime García-Añoveros, PhD, professeur d’anesthésiologie et de neurosciences au département de neurologie de Kane et Ruth Dave. Il fournira un outil auparavant indisponible pour créer une cellule ciliée interne ou externe. Nous avons surmonté un obstacle majeur. »

Environ 8,5 % des adultes âgés de 55 à 64 ans aux États-Unis ont une perte auditive invalidante. Cela monte à près de 25 % des 65-74 ans et 50 % des 75 ans et plus, Rapports Centres de contrôle des maladies (CDC).

Actuellement, les scientifiques peuvent produire une cellule ciliée artificielle, mais elle ne se différencie pas en une cellule endogène ou exogène, chacune d’entre elles assurant différentes fonctions essentielles pour la production de l’ouïe. Cette découverte est une étape majeure vers le développement de ces cellules spécifiques.

« C’est comme un ballet » où les cellules se plient et sautent

La mort des cellules ciliées externes produites par la cochlée est souvent la cause de la surdité et de la perte auditive. Les cellules du fœtus se développent et ne se multiplient pas. Les cellules ciliées externes se dilatent et se contractent en réponse à la pression des ondes sonores et à l’amplification sonore des cellules ciliées internes. Les cellules internes transmettent ces vibrations aux neurones pour créer les sons que nous entendons.

Jaime García Anovros, PhD, professeur d’anesthésiologie, de neurosciences et de neurosciences, et auteur principal de l’étude publiée dans Nature. Crédit : Université du Nord-Ouest

« C’est comme une danse classique », dit Garcia avec admiration en décrivant le mouvement coordonné des cellules internes et externes. « L’oreille est un bel organe. Il n’y a aucun autre organe chez les mammifères où les cellules sont positionnées avec autant de précision. (Je veux dire, avec une précision micrométrique). Sinon, l’audition ne se produirait pas. »

Les maîtres scientifiques en génétique du Nord-Ouest ont découvert que les programmes de cellules ciliées de l’oreille sont TBX 2. Lorsque le gène est exprimé, la cellule devient une cellule ciliée interne. Lorsque le gène est bloqué, la cellule devient une cellule ciliée externe. Être capable de produire l’une de ces cellules nécessiterait une combinaison génétique, a déclaré Garcia. Le ATOH1 Et GF1 Les gènes sont nécessaires pour fabriquer une cellule ciliée cochléaire à partir d’une cellule non ciliée. Puis TBX 2 Il sera activé ou désactivé pour produire la cellule interne ou externe requise.

L’objectif serait de reprogrammer les cellules de soutien, qui sont interconnectées entre les cellules ciliées et fournissent un soutien structurel, dans les cellules ciliées externes ou internes.

« Nous pouvons maintenant déterminer comment fabriquer spécifiquement des cellules ciliées endogènes ou exogènes et déterminer pourquoi ces cellules ciliées meurent et deviennent assourdissantes », a déclaré Garcia-Anovirus. Il a souligné que cette recherche est encore au stade expérimental.

Référence : « Tbx2 est un régulateur principal de la différenciation des cellules ciliées endogènes par rapport aux cellules ciliées exogènes » Par Jaime Garcia-Anovirus, John C. Clancy, Chuan Zhi Fu, Ignacio García Gomez, Yingjie Zhou, Kazuaki Homma, Mary Ann Cheetham et Ann Dugan, 4 mai , 2022, tempérer la nature.
DOI : 10.1038 / s41586-022-04668-3

Parmi les autres auteurs de Northwestern, citons la co-auteure principale Anne Duggan, PhD, professeure agrégée d’anesthésiologie. John C. Clancy, technicien de recherche au laboratoire García Anovirus et Dugan ; Chuan Zhi Foo, étudiant diplômé du Driskill Graduate Program in Life Sciences (DGP); Ignacio García Gómez, Ph.D., professeur adjoint d’anesthésiologie ; Wenjie Zhou, Ph.D., professeur adjoint de recherche en neurologie; Kazuaki Homa, Ph.D., professeur adjoint d’oto-rhino-laryngologie – chirurgie de la tête et du cou ; et Mary Ann Cheetham, Ph.D., professeure de recherche en communication au Weinberg College of Arts and Sciences.

L’étude a été financée par l’Institut national sur la surdité et autres troubles de la communication avec des subventions R01 DC015903 et R01 DC019834.