Имплантат помог восстановить слуховые нейроны

Люди с тяжёлыми нарушениями слуха могут обрести его снова, если им поставят кохлеарный имплантат — устройство, которое преобразует звуковые колебания в электрические импульсы и передаёт их на нейроны слухового аппарата. Но даже это хитроумное приспособление не способно восстановить слух полностью: человек не различает, к примеру, некоторые музыкальные тона, не может вести разговор в шумной комнате. Этот недочёт попробовали исправить специалисты Университета Нового Южного Уэльса (Австралия).

Глухота часто возникает из-за того, что у человека гибнут волосковые клетки, которые чувствуют звуковые колебания, передающиеся через систему слуховых косточек во внутреннее ухо; эти клетки возбуждают контактирующие с ними нейроны. Кохлеарный имплантат работает как раз с собственно слуховыми нейронами, поскольку волосковые клетки уже погибли, и понятно, что чем эффективнее имплантат возбуждает нейроны, тем лучше человек слышит.

Чтобы улучшить работу имплантатов, многие исследователи пытались стимулировать рост нейронов в улитке с помощью ростовых факторов: ростовые белки либо непосредственно вводились во внутреннее ухо, либо их гены доставлялись в местные клетки с помощью модифицированных вирусов. Но в первом случае факторы рано или поздно переставали действовать, и белки нужно было вводить заново, а при генной терапии возникали проблемы с точностью доставки и возможной иммунной реакцией на вирус-перевозчик.

Гэри Хаусли (Gary D. Housley) и его коллеги пошли по иному пути. Во время операции по установке кохлеарного имплантата учёные заодно вводили в улитку и ДНК, кодирующую нейротрофический фактор мозга (BDNF). Затем через имплантат на клетки подавался электрический импульс, из-за чего в клеточных мембранах образовывались поры, и в клетки входила ДНК. В следующие несколько дней клетки с ДНК начинали его активно производить и выделять, а это, в свою очередь, стимулировало рост нейронов.

Эксперименты проводились на морских свинках, и присутствие ДНК в нужных клетках определялось по появлению дополнительного флюоресцентного белка, который тоже был закодирован в этой ДНК. Спустя две недели у животных проверяли остроту слуха, и оказалось, что способность различать разные частоты у морских свинок заметно улучшалась — по сравнению с животными, которым ставили обычный протез.

Преимущество метода очевидно: во-первых, так можно гарантировать, что ген ростового фактора попадёт именно в клетки внутреннего уха, а не куда-нибудь ещё, а во-вторых, обеспечивается постоянная продукция ростового фактора, поддерживающая длительный рост нейронов.

Правда, со вторым пунктом вышла заминка: через шесть недель клетки прекращали синтезировать BDNF, и новые нейроны погибали. Так что учёным ещё предстоит понять, как продлить время работы ДНК и самих клеток, в которые она попала; впрочем, авторы работы полагают, что в течение ближайших двух лет они смогут опробовать этот метод на людях.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science Translational Medicine.

Подготовлено по материалам Университета Нового Южного Уэльса. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.