A descoberta de proteínas pode levar a novos tratamentos para perda auditiva
Um novo estudo genético em ratos identificou duas proteínas que ajudam a organizar o desenvolvimento das células ciliadas que captam as ondas sonoras no ouvido interno.
Pesquisadores da Johns Hopkins School of Medicine em Baltimore, MD, acreditam que suas descobertas podem ser a chave para reverter a perda auditiva que surge de células ciliadas danificadas.
Um artigo recente no jornal eLife dá um relato completo da investigação.
“Cientistas em nosso campo”, diz Angelika Doetzlhofer, Ph.D., professora associada de neurociência da Johns Hopkins, “há muito tempo procuram os sinais moleculares que acionam a formação das células ciliadas que sentem e transmitem o som”.
“Essas células ciliadas têm um papel importante na perda auditiva e saber mais sobre como elas se desenvolvem nos ajudará a descobrir maneiras de substituir as células ciliadas danificadas”, acrescenta ela.
Nos mamíferos, a capacidade de ouvir depende de dois tipos de células que detectam o som: células ciliadas internas e externas.
Ambos os tipos de células ciliadas alinham-se no interior da cóclea, uma cavidade em forma de espiral no ouvido interno. As células ciliadas formam um padrão distinto composto por três fileiras de células externas e uma fileira de células internas.
As células percebem as ondas sonoras à medida que viajam pela estrutura em forma de concha e transmitem as informações ao cérebro.
Desenvolvimento e perda de células ciliadas
Problemas com células ciliadas e os nervos que as conectam ao cérebro são responsáveis por mais de 90% da perda auditiva.
A maioria dos mamíferos e pássaros tem a capacidade de substituir automaticamente células ciliadas perdidas ou danificadas, mas isso não acontece em humanos. Uma vez que perdemos nossas células ciliadas, parece que a perda auditiva é irreversível.
A produção de células ciliadas na cóclea durante o desenvolvimento do embrião é um processo altamente organizado e complexo que envolve tempo e localização precisos.
O processo começa quando as células imaturas na parte externa da cóclea se transformam em células ciliadas totalmente formadas.
Da cóclea externa, a transformação ordenada prossegue como uma onda ao longo do revestimento interno da espiral até atingir a região mais interna.
Embora os cientistas tenham descoberto muito sobre a formação de células ciliadas, os sinais moleculares que controlam o “padrão celular preciso” permaneceram obscuros.
Como os sinais fazem a parte certa do processo acontecer no momento correto para "promover a diferenciação sensorial auditiva e instruir seu padrão graduado?"
Proteínas de sinalização e gradientes
Para tentar responder à pergunta, Doetzlhofer e seus colegas estudaram o desenvolvimento coclear em embriões de camundongos. Eles investigaram proteínas de sinalização que desempenham um papel na formação de células ciliadas no desenvolvimento da cóclea.
Duas das proteínas que os pesquisadores investigaram chamaram a atenção: Activina A e folistatina.
Eles viram como os níveis das duas proteínas mudaram durante a transformação das células precursoras em células ciliadas maduras ao longo do interior da espiral coclear.
Os níveis de proteína parecem variar de acordo com o momento e a localização do padrão de desenvolvimento.
Os níveis de ativina A estavam baixos na parte externa da cóclea quando as células imaturas começaram a se desenvolver em células ciliadas e altos na parte mais interna da espiral, onde as células imaturas ainda não haviam começado a se transformar.
Os autores referem-se a essas mudanças de nível alto para baixo de proteína como gradientes de sinalização.
“Os gradientes de sinalização desempenham um papel fundamental no controle do crescimento e da diferenciação durante o desenvolvimento embrionário”, observam eles.
As duas proteínas ‘funcionam de maneiras opostas’
Enquanto o gradiente de sinalização da Activina A foi para um lado, movendo-se em uma onda que foi para dentro, o gradiente de sinalização da folistatina foi para o outro lado, como uma onda se movendo para fora.
“Na natureza, sabíamos que a ativina A e a folistatina atuam de maneiras opostas para regular as células”, explica Doetzlhofer.
Essas descobertas parecem sugerir que as duas proteínas controlam o desenvolvimento preciso e delicado das células ciliadas ao longo da espiral coclear, equilibrando-se uma à outra.
Outras investigações usando ratos normais e geneticamente modificados confirmaram esta noção.
O aumento da ativina A nas cócleas de camundongos normais fez com que as células ciliadas amadurecessem cedo demais.
Por outro lado, as células ciliadas se formaram tarde demais em camundongos geneticamente modificados que produziram folistatina demais ou não produziram ativina A. O resultado foi um padrão desorganizado de células ciliadas no interior da espiral coclear.
“A ação da Activina A e da folistatina é cronometrada com tanta precisão durante o desenvolvimento que qualquer distúrbio pode afetar negativamente a organização da cóclea.”
Angelika Doetzlhofer, Ph.D.
Doetzlhofer sugere que as descobertas podem levar a novos tratamentos para restaurar a audição que se torna prejudicada devido à perda de células ciliadas.
