Una nuova terapia genica ripristina parzialmente l’udito e l’equilibrio di alcuni topi nati con patologia genetica che colpisce entrambi.
Gli scienziati hanno sviluppato un nuovo modo per ripristinare i geni delle cellule ciliate della parte più interna del padiglione auricolare dei topi.
Utilizzando una nuova forma di terapia genica, gli scienziati della Harvard Medical School e del Massachusetts General Hospital sono riusciti a ripristinare parzialmente l’udito e l’equilibrio di alcuni topi nati con una carenza genetica che colpisce entrambe le funzioni.
Il nuovo modello supera una barriera di lunga data che riguarda le cellule ciliate, quei delicati sensori posti nella parte interna dell’orecchio che catturano il suono e il movimento della testa e convertirli in segnali neurali per l’udito e l’equilibrio. Queste cellule sono sempre state molto difficili da trattare.
La scoperta, pubblicata nel numero di febbraio di Molecular Therapy, dimostra che il trattamento consente notevoli miglioramenti nell’udito e permette a topi, che normalmente sarebbero completamente sordi, di ascoltare l’equivalente di una conversazione ad alta voce. Questa nuova strategia ha anche migliorato l’equilibrio.
I ricercatori avvertono che per poter applicare questo trattamento agli esseri umani ci voranno ancora diversi anni, ma promettono che sarà possibile ripristinare l’udito di alcune persone affette da diverse forme di sordità sia congenita sia acquisita. Circa 30 milioni di americani soffrono di perdita dell’udito, e ogni anno almeno un bambino su 1000 nasce con ipoacusia.
Nel lungo percorso scientifico intrappreso fino ad ora per ripristinare l’udito gli scienziati erano riusciti solo marginalmente a raggiungere una serie di cellule ciliate interne all’orecchio, ma non alcune che sono altrettanto necessarie all’udito e che finora erano rimaste sostanzialmente impenetrabile.
“Per trattare la maggior parte delle forme di perdita di udito, era necessario trovare un meccanismo che funzionasse per tutti i tipi di cellule ciliate”, ha affermato il neurobiologo David Corey, co-ricercatore dello studio.
A questo scopo, i ricercatori hanno così utilizzato il comune virus adeno-associato (AAV). Il virus è già stato utilizzato come veicolo di trasporto genico, per i disturbi della retina, ma finora si era dimostrato molto poco efficiente nel penetrare le cellule ciliate.
Come vettore genico della parte interna dell’orecchio, il team ha utilizzato una forma di virus avvolto in bolle di protezione chiamate esosomi.
Maguire e i suoi colleghi hanno cresciuto il virus AAV all’interno delle cellule. Queste cellule avvolte da piccole bolle fatte della membrana stessa delle cellule – trasportano il virus al loro interno. La membrana che incamicia il virus è rivestita da proteine che si legano ai recettori cellulari. “Questo aspetto”, suggerisce Maguire, “può essere la ragione per la quale una forma a bolla avvolta di AAV, o eso-AAV, si leghi più facilmente alla superfice delle cellule cigliate e vi penetri poi più facilmente.
“A differenza degli approcci fatti finora sul campo, non abbiamo cambiato ne modificato direttamente il virus. Abbiamo, invece, fornito un veicolo di trasporto che permette di navigare all’interno dell’orecchio e accedere là dove in precedenza le cellule facevano resistenza”, ha detto Maguire, che è anche uno dei co-autori dello studio.
Durante i semplici esperimenti di laboratorio, l’eso-AAV è penetrato con successo nel 50-60% delle cellule ciliate. Al contrario, l’AAV da solo ha raggiunto solo il 20% delle stesse cellule ciliate.
Per testare l’approccio su animali vivi, i ricercatori hanno lavorato su alcuni topi nati privi del gene deputato al funzionamento delle cellule ciliate. Tali animali normalmente non riescono a sentire neppure i suoni più forti e mostrano scarso equilibrio.
I ricercatori Bence György e Cyrille Sage, i primi autori dello studio, hanno iniettato l’eso-AAV precaricato con il gene mancante nella parte interna dell’orecchio di alcuni cuccioli di topo appena nati.
Il test post-trattamento ha rivelato che il gene si è ben inserito in un campione compreso fra il 30 e il 70% delle cellule ciliate, raggiungendo sia quelle interne sia quelle esterne.
Un mese dopo il trattamento, 9 dei 12 topi campione hanno avuto un certo grado di ripristino dell’udito: 4 potevano sentire suoni compresi fra 70 e 80 decibel di intensità, l’equivalente di una conversazione ad alta voce in un ristorante.
Poiché le cellule ciliate sono un fattore critico anche per il senso dell’equilibrio, i topi con le cellule ciliate danneggiate o assenti mostrano diverse anomalie nell’equilibrio. I topi trattati avevano, anche in questo caso, notevolmente migliorato l’equilibrio rispetto ad altri non trattati, mostrando molto meno sbandamento della testa o corse in cerchio, due classici marcatori di instabilità o disorientamento.