Entendiendo el papel de la genética en la pérdida auditiva
Nuevas ideas sobre el gen miR-96 y su impacto en la audición.
― 7 minilectura
Tabla de contenidos
- El papel de los MicroARN en la audición
- El impacto de las mutaciones
- Métodos de investigación
- Midiendo la capacidad auditiva
- Efectos de la exposición al ruido
- Observaciones de las células ciliadas
- Cambios en la expresión genética
- Enfoques terapéuticos potenciales
- Implicaciones para la salud humana
- Conclusión: El camino a seguir
- Fuente original
- Enlaces de referencia
La pérdida de audición es un problema común que enfrentan muchas personas a medida que envejecen. Aunque es un problema bien conocido, actualmente no hay tratamientos efectivos disponibles. Una razón de esto es que la pérdida de audición puede ocurrir por muchas razones diferentes, lo que hace difícil encontrar una solución única. Sin embargo, la investigación ha demostrado que la genética juega un papel importante en la pérdida de audición, lo que sugiere que aprender más sobre los genes específicos involucrados podría llevar a nuevos tratamientos.
El papel de los MicroARN en la audición
Los microARN son pedacitos diminutos de ARN que ayudan a regular la expresión genética. Un microARN específico, conocido como miR-96, se ha relacionado con la pérdida de audición progresiva. Los científicos han descubierto que las Mutaciones en el gen del miR-96 pueden causar problemas de audición tanto en humanos como en ratones. Estas mutaciones afectan la forma en que el miR-96 interactúa con otros genes, afectando su función.
En estudios, se han encontrado dos mutaciones específicas en el gen del miR-96 que resultan en pérdida de audición. Las mutaciones interfieren con la capacidad del miR-96 para unirse correctamente a sus genes objetivo, lo cual es crucial para mantener una audición normal. En ratones, estas mutaciones provocan cambios visibles en las células ciliadas responsables de la audición.
El impacto de las mutaciones
La investigación que involucra ratones con las mutaciones del miR-96 revela que aquellos con una mutación específica experimentan un retraso en el desarrollo de sus problemas auditivos. Estos ratones conservan alguna capacidad auditiva durante varios meses de edad. Mientras tanto, otro grupo de ratones con una mutación diferente comienza a mostrar signos de pérdida de audición mucho antes en la vida.
Al observar la estructura general del oído en estos ratones, los científicos ven que las mutaciones crean diferentes tipos de daño. Algunas mutaciones parecen dañar las conexiones entre las células, mientras que otras producen un daño más severo en las células ciliadas.
Métodos de investigación
Para llevar a cabo sus estudios, los investigadores utilizan pautas éticas para asegurar el trato humano de los animales. Los ratones con las mutaciones del miR-96 son creados al modificar sus genes de maneras específicas. Estos ratones se crían y mantienen en condiciones controladas para asegurar resultados fiables. Se les hacen varias pruebas para medir la audición y evaluar la estructura y función de sus oídos.
Midiendo la capacidad auditiva
Una de las principales formas de probar la audición en ratones es a través de un método conocido como Respuesta del Tronco Encefálico Auditivo (ABR). Esta técnica implica el uso de estímulos sonoros para ver qué tan bien responden los ratones a diferentes frecuencias. Las respuestas se registran cuidadosamente para determinar el nivel de sensibilidad auditiva.
En una serie de pruebas, los investigadores comparan las respuestas de los ratones que llevan las mutaciones con las de los ratones normales. Esto ayuda a entender cómo cada mutación específica impacta la audición en varias etapas de la vida.
Efectos de la exposición al ruido
Además de probar la progresión natural de la pérdida de audición, los investigadores también exponen a los ratones a ruidos fuertes para evaluar su capacidad auditiva bajo estrés. Esta información ayuda a entender mejor cómo las mutaciones influyen en la audición en situaciones del mundo real. Los resultados muestran que los ratones tratados tienen umbrales de audición recuperables, lo que indica que sus sistemas auditivos pueden adaptarse hasta cierto punto, incluso con problemas genéticos.
Observaciones de las células ciliadas
Usando técnicas de imagen avanzadas, los investigadores pueden observar las células ciliadas en la cóclea, que es la parte del oído interno responsable de convertir las vibraciones sonoras en señales nerviosas. En los ratones mutantes, estas células ciliadas a menudo muestran daño estructural o desorganización en comparación con los ratones normales. Los tipos de cambios estructurales varían según la mutación específica presente.
Por ejemplo, los investigadores observan que los ratones con una mutación tienen menos sinapsis conectadas, que son esenciales para transmitir señales sonoras al cerebro. Estos hallazgos destacan las formas específicas en que diferentes mutaciones pueden llevar a discapacidades auditivas.
Cambios en la expresión genética
Al observar los genes en la cóclea, los investigadores encuentran que un número significativo no funciona correctamente en los ratones mutantes. Este cambio en la expresión genética ayuda a explicar la pérdida de audición observada. Al comparar los perfiles de expresión genética de diferentes tipos de ratones mutantes, los científicos pueden identificar qué genes están afectados y cómo podrían estar relacionados con la pérdida de audición.
Curiosamente, algunos genes se regulan al alza, lo que significa que su actividad aumenta debido a la mutación. Otros se regulan a la baja, provocando una reducción en la actividad genética. Entender estos patrones es crucial para identificar posibles objetivos terapéuticos.
Enfoques terapéuticos potenciales
Dada la complejidad de la pérdida de audición por mutaciones genéticas, los investigadores están explorando diferentes estrategias terapéuticas. Un enfoque implica encontrar medicamentos que puedan influir positivamente en los patrones de expresión genética y potencialmente restaurar las habilidades normales de escucha.
Curiosamente, un medicamento, la amitriptilina, ha mostrado promesas. Aunque es principalmente un antidepresivo, la investigación indica que también podría ayudar a mejorar la audición después de la exposición al ruido en ratones. Cuando se administra a ratones con la mutación del miR-96, parece retrasar la aparición de la pérdida de audición, lo que sugiere un posible camino hacia el tratamiento.
Implicaciones para la salud humana
Aunque investigaciones como esta se realizan en ratones, los conocimientos obtenidos pueden tener implicaciones significativas para los humanos. Entender cómo mutaciones específicas en el gen del miR-96 llevan a la pérdida de audición es crucial para desarrollar tratamientos potenciales para personas que sufren condiciones similares.
Esta investigación sugiere que podría ser posible dirigirse a la forma mutante del miR-96 con una terapia que podría ayudar a mantener la audición. Si tiene éxito, tales tratamientos podrían proporcionar alivio a muchas personas que experimentan pérdida auditiva relacionada con la edad o hereditaria.
Conclusión: El camino a seguir
Aunque los científicos han avanzado en la comprensión de la pérdida de audición y sus fundamentos genéticos, queda mucho trabajo por hacer. La conexión entre microARN como el miR-96 y la salud auditiva es un área prometedora para futuras investigaciones. Al identificar cómo estos cambios genéticos afectan la estructura y función del oído, los investigadores esperan allanar el camino para nuevas estrategias terapéuticas que puedan ayudar a quienes padecen pérdida de audición.
Los próximos pasos implicarán estudios adicionales para refinar las opciones de tratamiento y explorar su efectividad. A medida que la investigación avanza, hay esperanza de que algún día podamos encontrar soluciones para tratar o prevenir la pérdida de audición progresiva, mejorando significativamente la calidad de vida de muchas personas.
Título: Pathological mechanisms and candidate therapeutic approaches in the hearing loss of mice carrying human MIR96 mutations
Resumen: Progressive hearing loss is a common problem in the human population with no effective therapeutics currently available. However, it has a strong genetic contribution, and investigating the genes and regulatory interactions underlying hearing loss offers the possibility of identifying therapeutic candidates. Mutations in regulatory genes are particularly useful for this, and an example is the microRNA miR-96, a transcriptional regulator which controls hair cell maturation. Mice and humans carrying mutations in Mir96 all develop hearing loss, but different mutations result in different physiological, structural and transcriptional phenotypes. Here we present our characterisation of two lines of mice carrying different human mutations knocked-in to Mir96. While mice homozygous for either mutation are profoundly deaf from two weeks old, the heterozygous phenotypes differ markedly, with only one mutation resulting in hearing impairment in heterozygosis. Investigations of the structural phenotype showed that one mutation appears to lead to synaptic defects, while the other has a much more severe effect on the hair cell stereociliary bundles. Transcriptome analyses revealed a wide range of misregulated genes in both mutants which were notably dissimilar. We used the transcriptome analyses to investigate candidate therapeutics, and tested one, finding that it delayed the progression of hearing loss in heterozygous mice. Our work adds further support for the importance of the gain of novel targets in microRNA mutants, and offers a proof of concept for the identification of pharmacological interventions to maintain hearing.
Autores: Morag A Lewis, M. Lachgar-Ruiz, F. Di Domenico, G. Duddy, J. Chen, S. Fernandez, M. Morin, G. Williams, M. A. Moreno-Pelayo, K. P. Steel
Última actualización: 2024-02-21 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.20.581141
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.20.581141.full.pdf
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