Już wcześniej zwiększano ilość czynnika neurotroficznego (neurotrofiny-3, Ntf3) w uchu wewnętrznym, aby poprawić słuch myszy, które doświadczyły urazu akustycznego, oraz w celu poprawy słuchu u myszy w średnim wieku (kilkanaście miesięcy).

Teraz naukowcy z Kresge Hearing Research Institute przy University of Michigan (USA) po raz pierwszy zastosowali to samo podejście u zdrowych, młodych myszy w celu uzyskania przetwarzania słuchowego lepszego niż normalnie. Podobnie jak w poprzednich badaniach, badacze zmienili ekspresję Ntf3, aby zwiększyć liczbę synaps między komórkami rzęsatymi wewnętrznymi a neuronami.

"Wiedzieliśmy, że dostarczenie Ntf3 do ucha wewnętrznego młodych myszy zwiększa liczbę synaps między wewnętrznymi komórkami słuchowymi a neuronami słuchowymi, ale nie wiedzieliśmy, jak większa liczba synaps wpłynie na słuch" – powiedział dr Gabriel Corfas, dyrektor Kresge Institute, który kierował zespołem badawczym (DOI: 10.1371/journal.pbio.3002665). - "Teraz pokazujemy, że zwierzęta z dodatkowymi synapsami ucha wewnętrznego mają normalne progi słyszenia – co audiolog określiłby jako normalny słuch – ale potrafią przetwarzać informacje słuchowe w ponadprzeciętny sposób".

Wysoce wyspecjalizowane komórki rzęsate wewnętrzne, które znajdują się w ślimaku, zamieniają drgania akustyczne w elektryczne sygnały wysyłane za pośrednictwem synaps do mózgu. Z wiekiem zaczynamy tracić te komórki, a wraz z nimi zdolność do prawidłowego słyszenia.

Naukowcy stworzyli i badali dwie grupy młodych myszy: jedną, u której liczba synaps została zmniejszona, i drugą – myszy o słyszeniu lepszym od normalnego – u których synaps było więcej.

"Wcześniej używaliśmy tej samej cząsteczki Ntf3 do regeneracji synaps utraconych w wyniku narażenia na hałas u młodych myszy oraz do poprawy słuchu u myszy w średnim wieku, kiedy zaczynały już wykazywać oznaki utraty słuchu związanej z wiekiem" – powiedział Corfas.

Obie grupy myszy przeszły test pozwalający mierzyć ich zdolność do wykrywania bardzo krótkich bodźców słuchowych. W tym teście zwierzę umieszcza się w komorze z hałasem tła, po czym słychać głośny dźwięk, który zaskakuje mysz, lub głośny dźwięk, poprzedzony bardzo krótką cichą przerwą.

Jeśli cicha przerwa zostanie wykryta przez mysz, zmniejsza ona reakcję zaskoczenia. Badacze określają następnie, jak długo musi trwać cicha przerwa, aby myszy ją wykryły. Myszy z mniejszą liczbą synaps wymagały znacznie dłuższej cichej przerwy. Wynik ten potwierdza hipotezę o związku między gęstością synaps a ukrytym ubytkiem słuchu u ludzi.

Jako ukryty ubytek słuchu opisuje się trudności w słyszeniu, których nie można wykryć za pomocą standardowych badań. Chodzi o to, że sygnał, który dociera do mózgu, jest niekompletny: brakuje informacji potrzebnych do interpretacji słów. Osoby z ukrytym ubytkiem słuchu mogą mieć trudności ze zrozumieniem mowy lub rozpoznaniem dźwięków w obecności hałasu w tle. Wcześniej wykazano, że wyniki podobnego testu są powiązane z przetwarzaniem słuchowym u ludzi.

Zaskoczeniem były wyniki testu w przypadku zwiększonej liczby synaps: mózgi myszy były w stanie przetworzyć dodatkowe informacje słuchowe i w teście behawioralnym wypadły lepiej niż myszy kontrolne.

Myszy nie tylko wykazywały zwiększone wartości szczytowe w zmierzonej odpowiedzi akustycznego pnia mózgu, ale również lepiej radziły sobie w teście wykrywania bardzo krótkich bodźców, co sugeruje zdolność przetwarzania zwiększonej ilości informacji słuchowych.

Kiedyś uważano, że główną przyczyną utraty słuchu u ludzi w miarę starzenia się jest utrata komórek włosowych. Obecnie jednak wiadomo, że utrata synaps wewnętrznych komórek rzęsatych może być pierwszym wydarzeniem w procesie utraty słuchu. Dlatego terapie zachowujące, regenerujące i/lub zwiększające liczbę synaps mogłyby pozwolić na leczenie niektórych zaburzeń słuchu.

"To sugeruje, że neurotrofina - 3 może potencjalnie poprawić słuch u ludzi w podobnych sytuacjach. Nowe wyniki wskazują, że regeneracja synaps lub zwiększenie ich liczby poprawi ich przetwarzanie słuchowe" - mówi Corfas.

"Niektóre zaburzenia neurodegeneracyjne również zaczynają się od utraty synaps w mózgu” – wskazał badacz. - „Dlatego wnioski wyciągnięte z badań nad uchem wewnętrznym mogą pomóc w znalezieniu nowych metod leczenia niektórych z tych wyniszczających chorób".(PAP)

Paweł Wernicki

pmw/ zan/