La déficience auditive est depuis longtemps acceptée comme une réalité de la vie pour la population vieillissante — on estime que 30 millions d’Américains souffrent d’un certain degré de perte d’audition. Cependant, les scientifiques observent depuis longtemps que d’autres animaux — à savoir les oiseaux, les grenouilles et les poissons — ont la capacité de régénérer les cellules ciliées sensorielles perdues.
« C’est drôle, mais les mammifères sont les énergumènes du règne animal en matière de régénération cochléaire », a déclaré Jingyuan Zhang, docteur en biologie de l’Université de Rochester et coauteur de l’étude. « Nous sommes les seuls vertébrés à ne pas pouvoir le faire »
Les recherches menées dans le laboratoire de Patricia White, Ph.D., en 2012 ont permis d’identifier une famille de récepteurs — appelés facteur de croissance épidermique (EGF) — responsables de l’activation des cellules de soutien dans les organes auditifs des oiseaux. Lorsqu’elles sont déclenchées, ces cellules prolifèrent et favorisent la génération de nouvelles cellules ciliées sensorielles. Elle a supposé que cette voie de signalisation pourrait être manipulée pour produire un résultat similaire chez les mammifères. White est professeur associé de recherche à l’Institut Del Monte pour les neurosciences du Centre médical de l’Université de Rochester (URMC) et auteur principal de l’étude actuelle.
« Chez la souris, la cochlée exprime des récepteurs EGF tout au long de la vie de l’animal, mais ils ne conduisent apparemment jamais la régénération des cellules ciliées », a déclaré White. « Peut-être qu’au cours de l’évolution des mammifères, il y a eu des changements dans l’expression des régulateurs intracellulaires de la signalisation de la famille des récepteurs EGF. Ces régulateurs ont pu modifier le résultat de la signalisation, bloquant ainsi la régénération. Notre recherche vise à trouver un moyen de commuter temporairement la voie, afin de favoriser à la fois la régénération des cellules ciliées et leur intégration avec les cellules nerveuses, deux éléments essentiels à l’audition. »
Dans cette nouvelle étude, à laquelle ont participé des chercheurs de l’URMC et du Massachusetts Ear and Eye Infirmary, qui fait partie de la Harvard Medical School, l’équipe a testé la théorie selon laquelle la signalisation des récepteurs de la famille EGF pourrait jouer un rôle dans la régénération cochléaire chez les mammifères. Les chercheurs se sont concentrés sur un récepteur spécifique appelé ERBB2 qui se trouve dans les cellules de soutien cochléaires.
Les chercheurs ont étudié un certain nombre de méthodes différentes pour activer la voie de signalisation de l’EGF. Une série d’expériences a consisté à utiliser un virus pour cibler les récepteurs ERBB2. Une autre, impliquait des souris génétiquement modifiées pour surexprimer un ERBB2 activé. Une troisième expérience a consisté à tester deux médicaments, développés à l’origine pour stimuler l’activité des cellules souches dans les yeux et le pancréas, connus pour activer la signalisation ERBB2.
Les chercheurs ont constaté que l’activation de la voie ERBB2 a déclenché une série d’événements cellulaires en cascade par lesquels les cellules de soutien cochléaires ont commencé à proliférer et à lancer le processus d’activation d’autres cellules souches voisines pour devenir de nouvelles cellules ciliées sensorielles. En outre, il semble que ce processus pourrait non seulement avoir un impact sur la régénération des cellules ciliées sensorielles, mais aussi favoriser leur intégration avec les cellules nerveuses.
« Le processus de réparation de l’audition est un problème complexe et nécessite une série d’événements cellulaires », a déclaré White. « Vous devez régénérer les cellules ciliées sensorielles et ces cellules doivent fonctionner correctement et se connecter avec le réseau nécessaire de neurones. Cette recherche démontre une voie de signalisation qui peut être activée par différentes méthodes et pourrait représenter une nouvelle approche de la régénération cochléaire et, finalement, de la restauration de l’audition. »