L’indebolimento dell’udito è stato a lungo accettato come un dato di fatto per l’invecchiamento della popolazione – si stima che 30 milioni di americani soffrano di un certo grado di perdita dell’udito. Tuttavia, gli scienziati hanno a lungo osservato che altri animali – ovvero uccelli, rane e pesci – hanno dimostrato di avere la capacità di rigenerare le cellule dei capelli sensoriali perse. I ricercatori hanno compiuto un passo importante verso quello che potrebbe diventare un nuovo approccio per ripristinare la perdita dell’udito nell’uomo. In un nuovo studio, pubblicato nell’European Journal of Neuroscience, gli scienziati sono stati in grado di ricrescere le cellule sensoriali presenti nella coclea – una parte dell’orecchio interno – che converte le vibrazioni sonore in segnali elettrici e possono essere persi in modo permanente a causa di età o rumore. Le ricerche condotte nel laboratorio della dott.ssa Patricia White, PhD, nel 2012 hanno identificato una famiglia di recettori – denominati fattori di crescita epidermici (EGF) responsabili dell’attivazione di cellule di supporto negli organi uditivi degli uccelli. Quando vengono attivate, queste cellule proliferano e favoriscono la generazione di nuove cellule ciliate sensoriali. Ha ipotizzato che questa via di segnalazione potesse potenzialmente essere manipolata per produrre un risultato simile nei mammiferi.
Nel nuovo studio, che ha coinvolto ricercatori dell’URMC e del Massachusetts Ear and Eye Infirmary, che fa parte della Harvard Medical School, il team ha testato la teoria secondo cui i segnali provenienti dalla famiglia di recettori EGF potrebbero svolgere un ruolo nella rigenerazione cocleare nei mammiferi. I ricercatori si sono concentrati su un recettore specifico chiamato ERBB2 che si trova nelle cellule di supporto cocleare. La Dr.ssa White è professoressa associata di ricerca presso l’Università del Rochester Medical Center al delMonte Institute for Neuroscience e autore principale dello studio in corso. Così spiega: “Nei topi, la coclea esprime i recettori dell’EGF in tutta la vita dell’animale, ma a quanto pare non guidano mai la rigenerazione delle cellule ciliate. Forse durante l’evoluzione dei mammiferi, ci sono stati cambiamenti nell’espressione dei regolatori intracellulari della segnalazione della famiglia dei recettori EGF. Quei regolatori avrebbero potuto alterare il risultato della segnalazione, bloccando la rigenerazione. La nostra ricerca si concentra sulla ricerca di un modo per cambiare temporaneamente il percorso, al fine di promuovere sia la rigenerazione delle cellule ciliate che la loro integrazione con le cellule nervose, entrambe fondamentali per l’udito”.
Il processo di riparazione dell’udito è un problema complesso e richiede una serie di eventi cellulari. Se devi rigenerare le cellule dei capelli sensoriali, queste cellule devono funzionare correttamente e connettersi con la rete neuronale necessaria. I ricercatori hanno studiato diversi metodi per attivare la via di segnalazione dell’EGF. Una serie di esperimenti ha coinvolti un virus per colpire i recettori ERBB2. Un altro, topi coinvolti geneticamente modificati per sovraesprimere un ERBB2 attivato. Un terzo esperimento ha coinvolto la sperimentazione di due farmaci, originariamente sviluppati per stimolare l’attività delle cellule staminali negli occhi e nel pancreas, che sono noti attivandosi tramite la segnalazione ERBB2. I ricercatori hanno scoperto che l’attivazione del pathway di ERBB2 ha innescato una cascata di eventi cellulari attraverso i quali le cellule di supporto cocleare hanno iniziato a proliferare e avviare il processo di attivazione di altre cellule staminali adiacenti, per diventare nuove cellule ciliate sensoriali. Inoltre, sembra che questo processo non solo possa influire sulla rigenerazione delle cellule ciliate sensoriali, ma anche sostenere la loro integrazione con le cellule nervose.
È possibile che le cellule sensoriali necessitino di più tipi di segnalazione per rigenerarsi; ad esempio, gli scienziati sanno che la vitamina A attiva (acido retinoico) è in grado di regolare la maturazione e la differenziazione dei neuroni dell’udito, come dimostrato in altre ricerche. Inoltre, le cellule sensoriali dell’udito hanno recettori per altri tipi di fattori di crescita, quindi sarebbe anche necessario comprendere come questi interagiscano positivamente o negativamente con ERBB2. Nel complesso, la nuova ricerca dimostra una via di segnalazione che può essere attivata con metodi diversi e potrebbe rappresentare un nuovo approccio alla rigenerazione cocleare e, in definitiva, il ripristino dell’udito.
- a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica
Pubblicazioni scientifiche
Zhang J et al. Eur J Neurosci. 2018; 48(10):3299-3316.
Rubbini D et al. J Neurosci. 2015 Nov; 35(47):15752-66.
White PM et al., Segil N. Dev Biol. 2012; 363(1):191-200.
Stankovic K et al. Neurosci. 2004 Oct 6; 24(40):8651-61.
Hume C et al. J Assoc Res Otolaryngol. 2003; 4(3):422-43.