Gentherapie maakt cochleaire implantaten veel effectiever
Inhoudsopgave:
Een team van wetenschappers van de University of New South Wales (UNSW) in Australië heeft een manier gevonden om de elektroden in cochleaire implantaten te gebruiken om gerichte gentherapie toe te passen en beschadigde gehoorzenuwen in het oor te herstellen. Hun onderzoek werd vandaag gepubliceerd in Science Translational Medicine.
Gehoorverlies is het meest voorkomende type sensorisch verlies, dat bij één op de vijf volwassen volwassenen voorkomt. Voor velen is een gehoorapparaat voldoende om hun beperking te corrigeren. Voor meer ernstige gevallen van gehoorverlies kan een cochleair implantaat noodzakelijk zijn.
advertisementAdvertisementMaar de implantaten herstellen niet het volledige gehoorbereik. "Mensen met cochleaire implantaten doen het goed met een goed begrip, maar hun perceptie van toonhoogte kan slecht zijn, waardoor ze vaak de vreugde van muziek missen", zegt senior studie-auteur Gary Housley, professor aan de UNSW, in een persbericht.
Meer informatie over gehoorverlies en hoe u dit kunt beheren »
Het probleem
Er zijn veel soorten gehoorverlies, afhankelijk van waar de schade is ontstaan op het pad tussen het oor en de hersenen. In het geval van mensen met cochleaire implantaten, vindt de gehoorschade plaats in het oor zelf, in het slakkenhuis. Het slakkenhuis is bekleed met duizenden kleine haartjes die trillen wanneer ze geluidsgolven detecteren en vervolgens een signaal verzenden naar zenuwcellen om naar de hersenen te dragen. Deze cellen zijn erg gevoelig en kunnen doodgaan door een aantal oorzaken.
Er zijn ook nabijgelegen cellen die een belangrijke rol spelen bij het horen, en ook zij sterven gemakkelijk. Ze maken stoffen die neurotrofinen worden genoemd, eiwitten die zenuwcellen ondersteunen en ze laten groeien. Wanneer deze cellen afsterven, verliezen de zenuwcellen die signalen naar de hersenen sturen hun ondersteuningsnetwerk. Uitgehongerd voor neurotrofinen, sterven ook de zenuwcellen.
Een cochleair implantaat vervangt de geluidsdetecterende cellen in het oor. Het heeft een microfoon om geluid op te pikken en een processor om het geluid te verbreken in kanalen, met de nadruk op golflengten van geluid die overeenkomen met spraak. Vervolgens projecteert het een reeks elektroden diep in het slakkenhuis, dichtbij de zenuwcellen die het signaal naar de hersenen overbrengen.
AdvertentieAdvertentieEr is echter nog steeds een gat en de zenuwcellen hebben nog steeds schade door gebrek aan neurotrofinen. Deze problemen beperken de geluidsgevoeligheid voor cochleaire implantaat dragers.
Verken de anatomie van het slakkenhuis »
De oplossing
De oplossing voor gehoorverlies leek in eerste instantie eenvoudig: de verloren zenuwcellen teruggroeien. Dus het team gebruikte cavia's om uit te zoeken hoe.
Maar zenuwcellen laten groeien is geen eenvoudige taak. Door de hersens van de cavia's simpelweg in neurotrofines te wassen, zouden allerlei zenuwcellen ongecontroleerd kunnen groeien, wat de cavia's aanvallen, psychose of erger zou kunnen maken.Ze hadden de neurotrofinen nodig om alleen in de zenuwcellen te verschijnen die al beschadigd waren, wat betekent dat de cellen zelf de neurotrofinen moesten maken.
Hiervoor is gentherapie vereist, waarmee de wetenschappers een deel van het DNA aan elke individuele cel kunnen afleveren met instructies voor het maken van neurotrofines. Een manier waarop DNA kan worden overgehaald om een cel binnen te gaan, is door het membraan van de cel te zappen met een elektrische stroom.
AdvertisementAdvertisementEn een cavia die zojuist een cochleair implantaat heeft gekregen, heeft tientallen elektroden die elektriciteit produceren vlak naast de zenuwcellen in kwestie geplaatst.
"Niemand had geprobeerd het cochleair implantaat zelf te gebruiken voor gentherapie," zei Housley. "Met onze techniek kan het cochleaire implantaat hiervoor zeer effectief zijn. "
De oplossing was perfect. De wetenschappers injecteerden hun DNA-cocktail in de cavia's en gebruikten vervolgens een korte puls van elektriciteit uit het cochleair implantaat om de geluiddragende zenuwcellen - en alleen die zenuwcellen - te choqueren in het accepteren van de nieuwe DNA-instructies.
AdvertentieGerelateerd nieuws: Gehoorverlies leidt tot hersenweefselverlies bij oudere volwassenen »
Het resultaat
Zoals voorspeld begonnen de beschadigde cellen hun eigen neurotrofinen te produceren. Toen hun voorraad hersteld was, begonnen de zenuwcellen terug te groeien en nieuwe verbindingen te creëren over de opening naar de elektroden in het implantaat. Dove cavia's die de gentherapie hadden gekregen, hadden geluidsdragende zenuwclusters die 40 procent groter waren dan de cavia's die de procedure niet hadden ondergaan. De beschadigde zenuwcellen regamen zelfs hun myeline, een vette omhulling die zenuwcellen beschermt en hun vermogen om elektrische signalen te geleiden verbetert. De productie van neurotrofinen nam na enkele maanden af toen het gedoneerde DNA verging, maar met binnenkomende geluidssignalen om ze actief te houden, bleven de zenuwcellen sterk. Dit kan alles veranderen voor mensen die cochleaire implantaten dragen. Advertentie De elektrische pulsen die worden gebruikt om de gentherapieprocedure uit te voeren, zijn groter dan de aanbevolen hoeveelheid voor cochleaire implantaten, maar een uitbarsting van elektriciteit gedurende slechts enkele seconden zou waarschijnlijk weinig problemen veroorzaken in vergelijking met het potentiële voordeel van hersteld gehoor. AdvertisementAdvertisement "Ons werk heeft implicaties die veel verder gaan dan gehoorstoornissen", zei co-auteur Matthias Klugmann, universitair hoofddocent aan de UNSW School of Medical Sciences, in een persbericht. "Gentherapie is gesuggereerd als behandelingsconcept, zelfs voor verwoestende neurologische aandoeningen, en onze technologie biedt een nieuw platform voor veilige en efficiënte genoverdracht naar weefsels die net zo gevoelig zijn als de hersenen. " Lees meer: nieuwe geneesmiddelen kunnen gehoorverlies omkeren»
