Células capilares cocleares recém-formadas contêm intrincados feixes de cabelo com muitos estereocílios (críticos para a detecção do som) e outros componentes que são críticos para o bom funcionamento e transmissão neural. Crédito: Will McLean
Uma abordagem para regenerar as células capilares sensoriais do ouvido interno alegadamente lança as bases para o tratamento da perda auditiva crónica induzida por ruído pela empresa, Frequency Therapeutics, Woburn, Mass, e os seus co-fundadores que se baseiam em investigação do Brigham and Women’s Hospital (BWH), Harvard Medical School, Mass Eye and Ear Infirmary, e Massachusetts Institute of Technology (MIT). Na edição de 21 de Fevereiro de 2017 de Cell Reports, os cientistas descrevem uma técnica para o crescimento de grandes quantidades de células progenitoras do ouvido interno que se convertem em células capilares. Diz-se que as mesmas técnicas mostram a capacidade de regenerar células capilares na cóclea.
Perda de audição afecta 360 milhões de pessoas em todo o mundo, de acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS). As células capilares do ouvido interno são responsáveis por detectar o som e ajudar a sinalizá-lo para o cérebro. Sons altos e drogas tóxicas podem levar à morte das células capilares, que não se regeneram. Os seres humanos nascem com apenas 15.000 células capilares sensoriais em cada cóclea, que são susceptíveis a danos devido à exposição a ruídos altos e medicamentos – levando à morte celular e perda de audição ao longo do tempo.
De acordo com um comunicado de imprensa da Frequency Therapeutics, não foi possível obter um número suficiente de células capilares cocleares de mamíferos para facilitar o desenvolvimento de abordagens terapêuticas para a perda de audição. A nova investigação construída com base em trabalhos anteriores para controlar o crescimento de células estaminais intestinais que expressam a proteína Lgr5 e visou uma população diferente de células Lgr5 que foram descobertas como sendo a fonte de células capilares sensoriais na cóclea durante o desenvolvimento (um subconjunto de células de suporte ou progenitoras). A equipa identificou com sucesso um protocolo de pequenas moléculas para fazer crescer eficazmente as células progenitoras cocleares em grandes colónias com elevada capacidade de diferenciação em células capilares de boa fé.
Jeff Karp, PhD
“A capacidade de regenerar células capilares dentro do ouvido interno já existe na natureza”, disse Jeff Karp, PhD, da BWH e da Harvard Medical School no comunicado de imprensa. “As aves e os anfíbios são capazes de regenerar estas células ao longo das suas vidas, o que forneceu a base para a nossa inspiração para encontrar caminhos semelhantes nos mamíferos. Com os nossos colaboradores na Mass Eye and Ear Infirmary, pudemos estudar uma pequena abordagem de moléculas, que desenvolvemos no MIT e BWH, para expandir as células progenitoras da cóclea do rato. Acreditamos que esta técnica representa um grande avanço para a investigação da perda auditiva e permitirá novos estudos fisiológicos, bem como a realização de ecrãs genéticos utilizando drogas, siRNA, ou sobreexpressão genética”
A equipa de investigação concentrou-se primeiro na optimização da expansão de Lgr5 expressando células progenitoras cocleares. Com a combinação de um inibidor de GSK3 para activar a via de sinalização Wnt e um inibidor deacetylase histone (HDAC) para activar a transcrição de genes, a equipa de investigação conseguiu uma expansão superior a 2000 vezes das células de suporte coclear em comparação com as abordagens anteriores. Este protocolo foi utilizado com sucesso e com consistência para gerar colónias de células murinas neonatais e adultas, bem como de células primatas e progenitoras humanas. Além disso, de acordo com os investigadores, a equipa conseguiu aumentar em 60 vezes a produção de células capilares a partir das células progenitoras em comparação com os métodos actuais.
A geração de novas células capilares foi alcançada mesmo em tecido coclear que tinha sido esgotado de células capilares por exposição a um antibiótico ototóxico. Importante, as células capilares produzidas a partir dos protocolos exibiam as mesmas características físicas, expressão genética e funcionalidade que as células capilares cocleares típicas, diz a Frequency Therapeutics.
“Este trabalho abriu todo um campo daquilo a que chamamos Activação de Células Progenitoras (PCA), que acreditamos ter muitas aplicações regenerativas para além da perda de audição, desde doenças relacionadas com a pele e doenças oculares a doenças gastrointestinais e diabetes”, disse Will McLean, PhD, co-fundador e VP, Biologia e Medicina Regenerativa, na Frequency Therapeutics, e o autor principal do artigo. “Além disso, a abordagem cria uma plataforma com potencial para explorar grandes populações de tipos de células progenitoras anteriormente de difícil acesso. A descoberta de medicamentos para o ouvido interno foi limitada pela incapacidade de adquirir células primárias suficientes para explorar alvos de medicamentos. Esta abordagem desbloqueia essa capacidade de investigação auditiva e uma variedade de outros campos”
“Ao usar a Activação de Células Progenitoras para restaurar tecido saudável dentro do ouvido interno, estamos a aproveitar a capacidade inata do corpo de se curar a si próprio”, disse David Lucchino, co-fundador, presidente e CEO da Frequency Therapeutics. “O desenvolvimento da frequência de uma doença modificadora terapêutica que pode ser administrada com uma simples injecção pode ter um efeito profundo na perda auditiva crónica induzida pelo ruído, a nossa indicação principal, e estamos a avançar rapidamente com este programa para ensaios clínicos em humanos nos próximos 18 meses”, acrescentou Chris Loose, PhD, co-fundador e CSO da empresa.
Frequency Therapeutics foi fundada para traduzir o que a empresa descreve como um trabalho inovador em Activação de Células Progenitoras (PCA) pelos seus fundadores científicos, Robert Langer, ScD, e Jeff Karp, PhD, em novos tratamentos onde a regeneração controlada de tecidos com fármacos fornecidos localmente poderia ter um potencial terapêutico profundo. A empresa licenciou patentes fundacionais do MIT e Partners Healthcare.
Hearing Review publicou vários artigos sobre trabalhos envolvendo Lrg5, incluindo trabalhos envolvendo um co-autor deste estudo, Albert Edge, PhD, e trabalhos relacionados com o bloqueio do caminho do entalhe.
P>Papelriginal: McLean WJ, Yin X, Lu X, Lenz DR, McLean D, Langer R, Karp JM, Edge ASB. Expansão clonal de células Lgr5-positivas de cóclea de mamíferos e geração de células capilares sensoriais de alta pureza. Relatórios celulares. 2017;18(8):1917–1929.