En un estudio pionero del Instituto de Investigación Auditiva Kresge de Michigan Medicine, los investigadores han logrado crear una audición supranormal en ratones, lo que arroja luz sobre las causas de la pérdida auditiva oculta en los seres humanos. Este logro notable no solo abre el camino a posibles tratamientos humanos, sino que también proporciona información crucial sobre el procesamiento y los trastornos auditivos.
Avanzando en la ciencia auditiva
El equipo de investigación, dirigido por el Dr. Gabriel Corfas, director del Instituto Kresge, ya había explorado el uso del factor neurotrófico neurotrofina-3 (Ntf3) para mejorar las respuestas auditivas en ratones. Sus estudios anteriores demostraron que aumentar los niveles de Ntf3 en el oído interno podría promover la recuperación del trauma acústico y mejorar la audición en ratones de mediana edad.
Este nuevo estudio, publicado en PLOS Biology, da un paso significativo más allá al aplicar el mismo enfoque a ratones jóvenes y sanos, lo que da como resultado la mejora de las capacidades de procesamiento auditivo más allá de los niveles naturales.
«Sabíamos que suministrar Ntf3 al oído interno de ratones jóvenes aumentaba el número de sinapsis entre las células pilosas internas y las neuronas auditivas, pero no sabíamos qué efectos tendría tener más sinapsis en la audición. Ahora demostramos que los animales con sinapsis adicionales en el oído interno tienen umbrales normales (lo que un audiólogo definiría como audición normal), pero pueden procesar la información auditiva de maneras supranormales» afirma Gabriel Corfas, Ph.D.
Metodología y hallazgos
El estudio consistió en alterar la expresión de Ntf3 para manipular el número de sinapsis entre las células pilosas internas y las neuronas. Las células pilosas internas, ubicadas dentro de la cóclea, convierten las ondas sonoras en señales que se transmiten al cerebro a través de estas sinapsis. Los investigadores crearon dos grupos de ratones jóvenes: uno con densidad de sinapsis reducida y otro con densidad de sinapsis aumentada, lo que dio como resultado los ratones con audición supranormal.
Aumentar los niveles de Ntf3 en el oído interno podría promover la recuperación del trauma acústico y mejorar la audición en ratones de mediana edad.
Ambos grupos se sometieron a la prueba de inhibición de la «pausa prepulso», que evalúa la capacidad de detectar estímulos auditivos breves. En esta prueba, se coloca a un sujeto en una cámara con ruido de fondo, seguido de un tono fuerte, ya sea solo o precedido por un breve silencio. La detección de este silencio reduce la respuesta de sobresalto, lo que permite a los investigadores medir la eficiencia del procesamiento auditivo.
Los resultados fueron sorprendentes. Los ratones con menos sinapsis necesitaron intervalos más largos para detectar el intervalo de silencio, lo que respalda la hipótesis de que la densidad de sinapsis está relacionada con la pérdida auditiva oculta en los seres humanos. La pérdida auditiva oculta describe dificultades en la audición que no son detectables mediante pruebas estándar pero que pueden afectar la comprensión del habla en entornos ruidosos. Los resultados de esta prueba se correlacionan con el procesamiento auditivo humano, lo que proporciona información valiosa sobre la afección.
Sin embargo, los hallazgos más sorprendentes surgieron en los ratones con mayor cantidad de sinapsis. Estos ratones no solo mostraron picos mejorados en las respuestas acústicas del tronco encefálico, sino que también obtuvieron mejores resultados en la prueba de inhibición de «prepulso de brecha», lo que indica una mayor capacidad para procesar más información auditiva que sus contrapartes.
«Nos sorprendió descubrir que, cuando aumentamos el número de sinapsis, el cerebro pudo procesar la información auditiva adicional. Y esos sujetos actuaron mejor que los ratones de control en la prueba de comportamiento», continúa el investigador.
Implicaciones para la audición humana
Este estudio desafía la creencia previa de que la pérdida de células ciliadas es la causa principal de la pérdida auditiva en humanos que envejecen. En cambio, los investigadores apuntan a que la pérdida de sinapsis de células ciliadas internas puede ser la señal inicial en el proceso de pérdida auditiva. Esto hace que las terapias dirigidas a preservar, regenerar o aumentar el número de sinapsis sean enfoques prometedores para tratar varios trastornos auditivos.
Los investigadores apuntan a que la pérdida de sinapsis de las células ciliadas internas puede ser la señal inicial en el proceso de pérdida auditiva.
Las implicaciones van más allá de la pérdida auditiva. «Algunos trastornos neurodegenerativos también comienzan con la pérdida de sinapsis en el cerebro», explicó Corfas «por lo tanto, las conclusiones de los estudios del oído interno podrían ayudar a encontrar nuevas terapias para algunas de estas enfermedades devastadoras».
Esfuerzo de investigación integral
El artículo de investigación, titulado De la pérdida auditiva oculta al procesamiento auditivo supranormal mediante la modulación de la densidad sináptica de las células ciliadas internas mediada por la neurotrofina 3, incluye como coautores a
Ji Lingchao, MD, Ph.D., Beatriz C. Borges, Ph.D., David T. Martel, Ph.D., Calvin Wu, Ph.D., Charles Liberman, Ph.D. y Susan E. Shore, Ph.D. El estudio aprovechó varios núcleos de investigación de Michigan, incluida la investigación con animales, la expresión genética, la histología, la imagenología y la biología molecular.
Este enfoque integral garantiza resultados sólidos y confiables. La RT-PCR cuantitativa confirmó los cambios esperados en la expresión de Ntf3 y el impacto posterior en la densidad de sinapsis.
Además, la inmunotinción de las cócleas mostró diferencias significativas en los contactos sinápticos en los ratones modificados en comparación con los controles, lo que valida la manipulación de la expresión de Ntf3.
Direcciones futuras
Los hallazgos abren nuevas vías para la investigación auditiva y posibles terapias. Al demostrar que una mayor densidad de sinapsis conduce a un mejor procesamiento auditivo, el estudio sugiere que enfoques similares podrían beneficiar a los humanos, en particular a quienes padecen pérdida auditiva oculta o deterioro auditivo relacionado con la edad.
Para obtener más información, acceda al artículo de investigación completo en el enlace: https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3002665
Referencia
Ji, L., Borges, BC, Martel, DT, Wu, C., Liberman, MC, Shore, SE y Corfas, G. (2024). De la pérdida auditiva oculta al procesamiento auditivo supranormal mediante la modulación de la densidad sináptica de las células ciliadas internas mediada por la neurotrofina 3. PLOS Biology. DOI: 10.1371/journal.pbio.3002665.