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16 Marzo 2015

Restaurando la audición

Cuando una persona experimenta una reducción temporal de la audición después de ir a un concierto, por ejemplo, se debe principalmente al daño causado a la estructura sináptica del oído interno. Es más, durante un largo período de tiempo, el ruido repetido puede reducir drásticamente la capacidad de las células ciliadas para transmitir impulsos al cerebro a través de estas conexiones sinápticas.

Sin embargo, las primeras investigaciones relacionadas han sido capaces de restaurar la capacidad auditiva en ratones ensordecidos por ruido mediante la activación de una proteína que repara las conexiones cruciales en el oído interno, lo que que algún día podría ser aplicado para tratar a pacientes con pérdida auditiva.


Las conexiones sinápticas en el oído interno

El quince por ciento de los estadounidenses de 20 y 69 años de edad tienen pérdida auditiva causada por la exposición a altos niveles de ruido. El daño resulta de cambios anatómicos, fisiológicos y neuroquímicos en el sistema auditivo generando disminuciones funcionales de la audición, tinnitus e hiperacusia, lo que finalmente dificulta el entendimiento del lenguaje, especialmente en entornos auditivos difíciles. Los experimentos en ratones han indicado que la exposición incluso moderada al ruido puede provocar pérdida permanente de los contactos sinápticos en el oído interno y una reducción de la función auditiva. Un estudio reciente de Guoqiang Wan y colegas (Elife. 2014 Oct 20; 3. doi: 10.7554/eLife.03564) concluye que estas conexiones sinápticas pueden ser restauradas con la ayuda de las células de sostén envolventes tipo gliales.

La audición comienza cuando la energía del sonido genera ondas de presión en la cóclea llena de líquido. Este líquido en movimiento desvía el haz de estereocilios de actina (fig. 1). Las unidades ciliadas están rodeadas por células de sostén, que tienen muchas funciones parecidas a la glía y que son reminiscentes de los astrocitos y microglía. La deflexión del haz abre mecánicamente los canales iónicos en la membrana de las células ciliadas, lo que conduce a la liberación de glutamato en las sinapsis en listón, que son estructuras únicas que permiten una liberación extremadamente rápida de neurotransmisores multivesiculares. El glutamato liberado en las sinapsis estimula los receptores sobre las neuronas del ganglio espiral, extendiéndose a los axones del tronco cerebral auditivo. El listón sináptico es esencial para la función auditiva, y su pérdida o disfunción termina en el deterioro auditivo.

 

Figura 1: restauración de las conexiones sinápticas cocleares por sobreexpresión de Ntf3 en células de soporte
 

Las células ciliadas se caracterizan por un conjunto de estereocilios apicales y múltiples sinapsis basales que controlan la liberación de glutamato en las neuronas del ganglio espiral. Las unidades pilosas (azules) están rodeadas de células de soporte (verde) con funciones similares a la glía. El daño por ruido provoca una pérdida sináptica y una disminución de la función auditiva. En este estudio se demuestra que la sobreexpresión condicional de Ntf3, que codifica la neurotrofina 3, en células de soporte (amarillo) en ratones restaura las sinapsis en listón después del daño.

Durante los últimos 5 años se ha producido una transformación en nuestra comprensión de los efectos nocivos del ruido en el oído interno. En 2009, los investigadores S. G. Kujawa y M. C. Liberman encontraron que la exposición a niveles de ruido que antes se consideraban seguros (es decir, los que producen cambios temporales de sensibilidad auditiva de los que el oído podía recuperarse por completo) en realidad eran capaces de causar una pérdida permanente de la sinapsis en listón así como alteraciones en la función auditiva. Esta patología sináptica inducida por el ruido (definida como la pérdida de conexiones sinápticas) puede contribuir a la deficiencia auditiva en millones de personas, incluyendo en muchos que tienen sensibilidad auditiva normal aun cuando hay dificultades para entender el habla con ruido de fondo. El trabajo del grupo de G. Wan sugiere un enfoque para reparar este daño. Los investigadores encontraron que la sobreexpresión del gen que codifica la neurotrofina 3 (Ntf3) en las células de la cóclea promueve la recuperación del número y función sináptica después de los daños causados por el ruido. Ntf3 es una neurotrofina de la familia del factor de crecimiento nervioso. Mantiene las neuronas ya establecidas y estimula el crecimiento de nuevas unidades.

Los autores generaron modelos condicionales de ratón en el que la expresión de Ntf3 se incrementaba específicamente en las células de soporte cocleares. Luego expusieron los animales a niveles moderadamente perjudiciales de ruido pero que no eliminaban células ciliadas, dando lugar a una patología sináptica tanto en ratones de control como en ratones con sobreexpresión de Ntf3 en las células de soporte. A diferencia de los controles, los animales con sobreexpresión a Ntf3 recuperaban el número y función de sus sinapsis dentro de las 2 semanas. Además, cuando no se inducía la sobreexpresión de Ntf3 hasta poco después del daño, todavía era eficaz en la restauración de las conexiones sinápticas. Estos datos indican que patología sináptica inducida por el ruido es reversible, y planteando la posibilidad de poder ser tratada, incluso después de una exposición perjudicial al ruido, consideración importante para el desarrollo de terapias clínicas.

Actualmente, son limitadas las opciones terapéuticas para personas con pérdida auditiva inducida por el ruido. Los audífonos son beneficiosos, pero no son perfectos (amplifican el habla y el ruido de fondo), y los implantes cocleares son apropiados sólo para las personas con pérdidas auditivas de severas a profundas que no pueden beneficiarse de los audífonos. La nueva evidencia de este estudio indica que la privación de la sinapsis en listón es reversible en modelos animales con daño sináptico coclear causado por ruido de intensidad moderada. La recuperación sináptica se limita a regiones de la cóclea, que responden a los sonidos de alta frecuencia, y el enfoque adoptado aquí probablemente no devolverá la función auditiva a pacientes con células ciliadas sensoriales muertas. Sin embargo, si estas conexiones sinápticas dañadas pueden restaurarse en los seres humanos, mejoraría la función auditiva en millones de personas que luchan con los efectos dañinos de la exposición al ruido.

Fuente bibliográfica

Restoring Synaptic Connections in the Inner Ear after Noise Damage

Lisa L. Cunningham, Ph.D., and Debara L. Tucci, M.D.

National Institute on Deafness and Other Communication Disorders, Bethesda, MD (L.L.C.); and the Department of Otolaryngology–Head and Neck Surgery, Duke University Medical Center, Durham, NC (D.L.T.).

DOI: 10.1056/NEJMcibr1413201

Ciencia y Medicina

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