Las deficiencias auditivas se aceptan desde hace tiempo como un hecho de la vida de la población que envejece: se calcula que 30 millones de estadounidenses sufren algún grado de pérdida de audición. Sin embargo, los científicos han observado desde hace tiempo que otros animales -en concreto, las aves, las ranas y los peces- han demostrado tener la capacidad de regenerar las células ciliadas sensoriales perdidas.
«Es curioso, pero los mamíferos son los bichos raros del reino animal en lo que se refiere a la regeneración coclear», dijo el doctor Jingyuan Zhang, del Departamento de Biología de la Universidad de Rochester y coautor del estudio. «Somos los únicos vertebrados que no pueden hacerlo».
Una investigación llevada a cabo en el laboratorio de la doctora Patricia White en 2012 identificó una familia de receptores -llamados factor de crecimiento epidérmico (EGF)- responsable de activar las células de soporte en los órganos auditivos de las aves. Cuando se activan, estas células proliferan y fomentan la generación de nuevas células ciliadas sensoriales. La investigadora especuló que esta vía de señalización podría manipularse para producir un resultado similar en los mamíferos. White es profesora asociada de investigación en el Instituto Del Monte de Neurociencia del Centro Médico de la Universidad de Rochester (URMC) y autora principal del estudio actual.
«En los ratones, la cóclea expresa receptores EGF durante toda la vida del animal, pero aparentemente nunca impulsan la regeneración de las células ciliadas», dijo White. «Quizá durante la evolución de los mamíferos se hayan producido cambios en la expresión de los reguladores intracelulares de la señalización de la familia de receptores del EGF. Esos reguladores podrían haber alterado el resultado de la señalización, bloqueando la regeneración. Nuestra investigación se centra en encontrar una forma de conmutar la vía temporalmente, con el fin de promover tanto la regeneración de las células ciliadas como su integración con las células nerviosas, ambos aspectos críticos para la audición.»
En el nuevo estudio, en el que participaron investigadores del URMC y del Massachusetts Ear and Eye Infirmary, que forma parte de la Facultad de Medicina de Harvard, el equipo puso a prueba la teoría de que la señalización de la familia de receptores EGF podría desempeñar un papel en la regeneración coclear en los mamíferos. Los investigadores se centraron en un receptor específico llamado ERBB2 que se encuentra en las células de soporte coclear.
Los investigadores investigaron una serie de métodos diferentes para activar la vía de señalización del EGF. Un conjunto de experimentos implicó el uso de un virus para dirigirse a los receptores ERBB2. En otro, se utilizaron ratones modificados genéticamente para sobreexpresar un ERBB2 activado. Un tercer experimento consistió en probar dos fármacos, desarrollados originalmente para estimular la actividad de las células madre en los ojos y el páncreas, que se sabe que activan la señalización de ERBB2.
Los investigadores descubrieron que la activación de la vía de ERBB2 desencadenaba una serie de acontecimientos celulares en cascada por los que las células de soporte cocleares comenzaban a proliferar y a iniciar el proceso de activación de otras células madre vecinas para convertirse en nuevas células ciliadas sensoriales. Además, parece que este proceso no sólo podría repercutir en la regeneración de las células ciliadas sensoriales, sino también apoyar su integración con las células nerviosas.
«El proceso de reparación de la audición es un problema complejo y requiere una serie de eventos celulares», dijo White. «Hay que regenerar las células ciliadas sensoriales y estas células tienen que funcionar correctamente y conectarse con la red necesaria de neuronas. Esta investigación demuestra una vía de señalización que puede activarse por diferentes métodos y podría representar un nuevo enfoque para la regeneración coclear y, en última instancia, la restauración de la audición».