MADRID 17 Ago. (EUROPA PRESS) -
Dos nuevos estudios realizados por científicos del USC Stem Cell, de la Universidad del Sur de California (Estados Unidos) explican por qué un adulto sordo no puede recuperar la capacidad de oír debido a las células auditivas sensoriales del oído interno no se regeneran tras sufrir daños y cómo se podría cambiar, según publican en la revista 'Proceedings of the National Academy of the Sciences' (PNAS).
En las células de soporte no sensoriales del oído interno, los genes clave necesarios para la conversión en células sensoriales se desactivan mediante un proceso conocido como "silenciamiento epigenético".
"Al estudiar cómo se desactivan los genes, empezamos a entender cómo podemos volver a activarlos para regenerar la audición", explica John Duc Nguyen, primer autor de uno de los artículos. Nguyen trabaja ahora en la empresa biotecnológica Genentech y se doctoró en el laboratorio de células madre de la USC de Neil Segil.
El segundo artículo explora cuándo y cómo se adquiere la capacidad de formar células auditivas sensoriales en el oído interno y describe dos genes específicos que podrían ser útiles para regenerar la audición en adultos.
"Nos centramos en los genes Sox4 y Sox11 porque descubrimos que son necesarios para formar células auditivas sensoriales durante el desarrollo", explica la primera autora del artículo, Emily Xizi Wang, que también realizó su investigación como estudiante de doctorado en el laboratorio Segil y trabaja en la empresa biotecnológica Atara Biotherapeutics.
Gage Crump, coautor de ambos trabajos y presidente interino del Departamento de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa de la Facultad de Medicina Keck de la USC, resalta que "estos dos trabajos no sólo son una gran ciencia, sino también un claro ejemplo del legado perdurable de Neil Segil como mentor excepcional de la próxima generación de investigadores en células madre".
Una forma importante de desactivar o "silenciar" los genes consiste en unos compuestos químicos denominados grupos metilo que se unen al ADN y lo hacen inaccesible, el tema central del trabajo de Nguyen. Cuando el ADN que da instrucciones a una célula para convertirse en una célula auditiva sensorial está metilado, la célula no puede acceder a estas instrucciones.
Mediante sus experimentos con células de soporte no sensoriales extraídas del oído interno de ratones, Nguyen y sus colegas confirmaron que la metilación del ADN silencia los genes que promueven la conversión en células auditivas sensoriales, incluido el gen Atoh1, conocido por ser un regulador maestro del desarrollo del oído interno.
Una enzima llamada TET puede eliminar los grupos metilo del ADN, invirtiendo así el silenciamiento del gen y restaurando la capacidad de las células de soporte para convertirse en células ciliadas sensoriales. Por consiguiente, cuando los científicos bloquearon la actividad de la TET, las células de sostén conservaron la metilación de su ADN y, por tanto, no pudieron convertirse en células ciliadas sensoriales en la placa de Petri.
Curiosamente, en otro experimento, los investigadores comprobaron el grado de silenciamiento génico en las células de sostén de un ratón con sordera crónica. Descubrieron que el silenciamiento génico se había invertido parcialmente, lo que significa que las células de sostén tenían la capacidad de responder a las señales para transformarse en células auditivas sensoriales.
Este hallazgo tiene importantes implicaciones: la pérdida de células auditivas sensoriales podría invertir parcialmente el silenciamiento génico en las células de sostén de las personas con sordera crónica. De ser así, las células de sostén de las personas con sordera crónica podrían estar ya preparadas de forma natural para convertirse en células auditivas sensoriales.
En el segundo artículo, Wang y sus colegas estudian cuándo y cómo las células progenitoras del oído interno adquieren la capacidad de formar células auditivas sensoriales.
Identificaron el momento en que las células progenitoras adquieren esta capacidad: entre los días 12 y 13,5 del desarrollo embrionario en ratones. Durante esta ventana, las células progenitoras adquieren la capacidad de responder a las señales del gen regulador maestro Atoh1 que desencadena la formación de células auditivas sensoriales más adelante durante el desarrollo.
Lo que prepara a las células progenitoras para responder a Atoh1 son dos genes adicionales, Sox4 y Sox11, que cambian el estado de estas células.
En los ratones embrionarios que carecen de Sox4 y Sox11, las células progenitoras del oído interno no consiguen convertirse en células auditivas sensoriales. En concreto, la pérdida de Sox4 y Sox11 hizo inaccesible el ADN de las células, un efecto similar a la metilación del ADN. Con su ADN inaccesible, las células progenitoras no podían responder a las señales de Atoh1.
Por otro lado, los altos niveles de actividad de Sox4 y Sox11 estimularon a las células progenitoras de ratón y a las células de soporte para formar células auditivas sensoriales en una placa de Petri.
Y lo que es aún más prometedor, según los investigadores, en ratones con células sensoriales dañadas en el oído interno, los niveles elevados de actividad de Sox4 y Sox11 aumentaron el porcentaje de células de sostén vestibulares que se convirtieron en células receptoras sensoriales, del 6 al 40 por ciento.
"Estamos entusiasmados por seguir explorando los mecanismos por los que las células del oído interno adquieren la capacidad de diferenciarse como células sensoriales durante el desarrollo y cómo pueden utilizarse para promover la recuperación de las células auditivas sensoriales en el oído interno maduro", destaca la autora correspondiente del artículo, Ksenia Gnedeva, que completó su formación postdoctoral en el laboratorio Segil y ahora es profesora asistente en el Departamento de Otorrinolaringología - Cirugía de Cabeza y Cuello, y en el Departamento de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa de la USC.
