Il deterioramento dell’udito è stato a lungo accettato come un fatto della vita per la popolazione che invecchia – si stima che 30 milioni di americani soffrano di un certo grado di perdita dell’udito. Tuttavia, gli scienziati hanno da tempo osservato che altri animali – in particolare uccelli, rane e pesci – hanno dimostrato di avere la capacità di rigenerare le cellule ciliate sensoriali perse.
“È divertente, ma i mammiferi sono le palle strane nel regno animale quando si tratta di rigenerazione cocleare”, ha detto Jingyuan Zhang, Ph.D., con la University of Rochester Department of Biology e un coautore dello studio. “Siamo gli unici vertebrati che non possono farlo”.
La ricerca condotta nel laboratorio di Patricia White, Ph.D., nel 2012 ha identificato una famiglia di recettori – chiamata fattore di crescita epidermico (EGF) – responsabile dell’attivazione delle cellule di supporto negli organi uditivi degli uccelli. Quando vengono attivate, queste cellule proliferano e favoriscono la generazione di nuove cellule ciliate sensoriali. Ha ipotizzato che questo percorso di segnalazione potrebbe potenzialmente essere manipolato per produrre un risultato simile nei mammiferi. White è un professore associato di ricerca presso l’Istituto Del Monte per le Neuroscienze dell’Università di Rochester Medical Center (URMC) e autore principale dello studio attuale.
“Nei topi, la coclea esprime recettori EGF per tutta la vita dell’animale, ma apparentemente non guidano mai la rigenerazione delle cellule ciliate”, ha detto White. “Forse durante l’evoluzione dei mammiferi, ci sono stati cambiamenti nell’espressione dei regolatori intracellulari della segnalazione della famiglia dei recettori EGF. Questi regolatori potrebbero aver alterato il risultato della segnalazione, bloccando la rigenerazione. La nostra ricerca è focalizzata sulla ricerca di un modo per commutare temporaneamente il percorso, al fine di promuovere sia la rigenerazione delle cellule ciliate che la loro integrazione con le cellule nervose, che sono entrambe critiche per l’udito.”
Nel nuovo studio, che ha coinvolto ricercatori dell’URMC e del Massachusetts Ear and Eye Infirmary, che fa parte della Harvard Medical School, il team ha testato la teoria che la segnalazione della famiglia di recettori EGF potrebbe avere un ruolo nella rigenerazione cocleare nei mammiferi. I ricercatori si sono concentrati su un recettore specifico chiamato ERBB2, che si trova nelle cellule di supporto cocleare.
I ricercatori hanno studiato una serie di metodi diversi per attivare la via di segnalazione EGF. Una serie di esperimenti ha coinvolto l’uso di un virus per colpire i recettori ERBB2. Un altro, ha coinvolto topi geneticamente modificati per sovraesprimere un ERBB2 attivato. Un terzo esperimento ha coinvolto il test di due farmaci, originariamente sviluppati per stimolare l’attività delle cellule staminali negli occhi e nel pancreas, che sono noti per attivare la segnalazione ERBB2.
I ricercatori hanno scoperto che l’attivazione del percorso ERBB2 ha innescato una serie a cascata di eventi cellulari con cui le cellule di supporto cocleare hanno iniziato a proliferare e avviare il processo di attivazione di altre cellule staminali vicine per diventare nuove cellule ciliate sensoriali. Inoltre, sembra che questo processo non solo potrebbe avere un impatto sulla rigenerazione delle cellule ciliate sensoriali, ma anche sostenere la loro integrazione con le cellule nervose.
“Il processo di riparazione dell’udito è un problema complesso e richiede una serie di eventi cellulari”, ha detto White. “Bisogna rigenerare le cellule ciliate sensoriali e queste cellule devono funzionare correttamente e connettersi con la necessaria rete di neuroni. Questa ricerca dimostra una via di segnalazione che può essere attivata da diversi metodi e potrebbe rappresentare un nuovo approccio alla rigenerazione cocleare e, in definitiva, al ripristino dell’udito.”