Genterapi gør cochleære implantater meget mere effektive
Indholdsfortegnelse:
Et team af forskere ved University of New South Wales (UNSW) i Australien har fundet vej til at bruge elektroderne i cochleære implantater for at anvende målrettet genterapi og genfødte beskadigede nerver i øret. Deres forskning blev offentliggjort i dag i Science Translational Medicine.
Høretab er den mest almindelige type sensorisk tab, der påvirker en ud af fem us. Voksne. For mange er et høreapparat nok til at rette op på deres svækkelse. Ved mere alvorlige tilfælde af høretab kan et cochleært implantat være nødvendigt.
advertisementAdvertisementMen implantaterne genopretter ikke hele høreområdet. "Folk med cochleære implantater har det godt med at forstå tale, men deres opfattelse af tonehøjde kan være fattige, så de går ofte glip af musikens glæde," siger seniorforsker Gary Housley, professor i UNSW, i en pressemeddelelse.
Lær mere om høretab og hvordan man styrer det »
Problemet
Der er mange typer høretab, afhængigt af hvor der opstår skader på banen mellem øret og hjernen. For personer med cochlearimplantater forekommer høreskaden inde i selve øret i cochlea. Cochlea er foret med tusindvis af små hår, der vibrerer, når de registrerer lydbølger, og derefter sender et signal til, at nerveceller bærer til hjernen. Disse celler er meget følsomme og kan dø af et hvilket som helst antal årsager.
Der er også nærliggende celler, der spiller en vigtig rolle i hørelsen, og de kan også dø let. De laver stoffer kaldet neurotrophiner, proteiner, som understøtter nerveceller og giver dem mulighed for at vokse. Når disse celler dør, mister de nerveceller, der sender signaler til hjernen, deres supportnetværk. Starved for neurotrophins dør nervecellerne også.
Et cochleært implantat tager stedet for de lyddetekterende celler i øret. Den har en mikrofon til at hente lyd og en processor til at bryde lyden op i kanaler med vægt på bølgelængder af lyd, som svarer til tale. Derefter projekterer den en række elektroder dybt ind i cochlea, der kommer nær nervecellerne, som overfører signalet til hjernen.
AnnonceAdvertisementDer er dog stadig et hul, og nervecellerne har stadig lidt skade på grund af manglende neurotrophiner. Disse problemer begrænser lydfølsomheden for cochleære implantatbærere.
Undersøg kolchens anatomi »
Løsningen
Løsningen til høretab syntes at være retfærdig i starten: genvinde de tabte nerveceller. Så teamet brugte marsvin til at finde ud af hvordan.
Men at få nerveceller til at vokse er ingen nem opgave. Simpelthen at bade marsvinens hjerner i neurotrophiner kunne få alle former for nerveceller til at vokse ukontrollabelt, hvilket kunne give marsvinene anfald, psykose eller værre.De havde brug for neurotrophinerne til kun at forekomme inde i de nerveceller, der allerede var blevet beskadiget, hvilket betyder, at cellerne måtte skabe neurotrophinerne selv.
Dette krævede genterapi, som ville give forskerne mulighed for at levere en sektion af DNA til hver enkelt celle, der giver instruktioner til, hvordan man fremstiller neurotrophiner. Én måde at DNA kan overtales til at komme ind i en celle er ved at zappe cellens membran med en elektrisk strøm.
AnnonceAdvertisementOg et marsvin, der lige har modtaget et cochleært implantat, har snesevis af elproducerende elektroder placeret lige ved siden af de pågældende nerveceller.
"Ingen havde forsøgt at bruge det cochleære implantat selv til genterapi," sagde Housley. "Med vores teknik kan det cochleære implantat være meget effektivt til dette. "
Løsningen var perfekt. Forskerne injicerede deres DNA-cocktail i marsvinene og brugte derefter en kort puls af elektricitet fra cochlear implantatet for at chokere de lydbærende nerveceller - og kun disse nerveceller - til at acceptere de nye DNA-instruktioner.
AnnonceRelaterede Nyheder: Høretab fører til hjernevævforløb hos ældre voksne
Resultatet
Som forudsagt begyndte de beskadigede celler at producere deres egne neurotrophiner. Med deres forsyning genoprettet begyndte nervecellerne at regrow og skabe nye forbindelser over hullet til elektroderne i implantatet. Døve marsvin, der havde modtaget genterapien, havde lydbærende nerveklynger, der var 40 procent større end marsvinene, der ikke havde haft proceduren. De beskadigede nerveceller regner selv deres myelin, en fed skede, som beskytter nerveceller og forbedrer deres evne til at føre elektriske signaler.
AnnonceAdvertisementTo uger efter behandling testede forskerne marsvinens hørelse ved at måle deres hjerneaktivitet. Resultaterne var dramatiske. Marsvin, der havde fået genterapi, havde hørelse, der var næsten lige så følsom som marsvin, der aldrig havde mistet deres hørelse i første omgang.
Produktionen af neurotrophiner faldt efter et par måneder, da det donerede DNA blev forfaldne, men med indkommende lydsignaler for at holde dem aktive forblev nervecellerne stærke.
Dette kan ændre alt for mennesker, der bærer cochleære implantater.
Annonce"Vi synes det er muligt, at dette genleverancen i fremtiden kun ville tilføje et par minutter til implantatproceduren," sagde papirets første forfatter, Jeremy Pinyon, i en pressemeddelelse. "Den kirurg, der installerer enheden, ville injicere DNA-opløsningen i cochlea og derefter aflytte elektriske impulser for at udløse DNA-overførslen, når implantatet er indsat. "
De elektriske impulser, der bruges til genterapi, er større end den anbefalede tilladelse til cochleære implantater, men en sprængning af elektricitet i kun få sekunder vil sandsynligvis medføre få problemer i forhold til den potentielle fordel ved genoprettet hørelse.
AnnonceAdvertisementDenne teknik baner også vejen for målrettet genterapi til behandling af andre lidelser, såsom Parkinsons sygdom, for hvilken en patient måske også får et bionisk implantat.
"Vores arbejde har konsekvenser langt ud over hørselsforstyrrelser," sagde medforfatter Matthias Klugmann, lektor ved UNSW School of Medical Sciences i en pressemeddelelse. "Genterapi er blevet foreslået som et behandlingsbegreb selv for ødelæggende neurologiske forhold, og vores teknologi giver en ny platform for sikker og effektiv genoverførsel til væv så delikat som hjernen. "
Læs mere: Nyt lægemiddel kan omvendt høretab»
