Des scientifiques découvrent des protéines qui pourraient restaurer l’audition chez les personnes atteintes de surdité irréversible

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À l’aide d’outils génétiques chez la souris, des chercheurs de «Johns Hopkins Medicine» disent avoir identifié une paire de protéines qui contrôlent précisément le moment où les cellules de détection du son, appelées cellules ciliées qui naissent dans l’oreille interne des mammifères. Les protéines, décrites dans un rapport publié dans «eLife», pourraient être la clé de thérapies futures pour restaurer l’audition chez les personnes atteintes de surdité irréversible.

 

«Les scientifiques de notre domaine recherchent depuis longtemps les signaux moléculaires qui déclenchent la formation des cellules ciliées qui détectent et transmettent les sons», explique Angelika Doetzlhofer, Ph.D., professeure agrégée de neuroscience à la Johns Hopkins University School of Medicine. «Ces cellules ciliées jouent un rôle majeur dans la perte auditive, et en savoir plus sur leur développement nous aidera à trouver des moyens de remplacer les cellules ciliées qui sont endommagées.»

 

Pour que les mammifères entendent, les vibrations sonores voyagent à travers une structure creuse en forme de coquille d’escargot appelée cochlée. L’intérieur de la cochlée est tapissé de deux types de cellules acoustiques, les cellules ciliées internes et externes, qui transmettent l’information sonore au cerveau.

Cochlée de souris avec cellules ciliées représentées en vert et nerfs auditifs représentés en rouge

On estime que 90 % des pertes auditives génétiques sont causées par des problèmes de cellules ciliées ou par des lésions des nerfs auditifs qui relient les cellules ciliées au cerveau. La surdité due à l’exposition à des bruits forts ou à certaines infections virales résulte de dommages aux cellules ciliées. Contrairement à leurs homologues chez d’autres mammifères et oiseaux, les cellules ciliées humaines ne peuvent pas se régénérer. Ainsi, une fois que les cellules ciliées sont endommagées, la perte auditive est probablement permanente.

Les scientifiques savent que la première étape de la naissance des cellules ciliées commence à la partie la plus externe de la cochlée en spirale. Ici, les cellules précurseurs commencent à se transformer en cellules ciliées. Puis, comme les fans de sport qui jouent «la vague» dans un stade, les cellules précurseurs le long de la forme spiralée de la cochlée se transforment en cellules ciliées le long d’une vague de transformation qui s’arrête quand elle atteint la partie intérieure de la cochlée. Sachant où les cellules ciliées commencent leur développement, Doetzlhofer et son équipe sont partis à la recherche de repères moléculaires qui étaient au bon endroit et au bon moment le long de la spirale cochléaire.

Parmi les protéines examinées par les chercheurs, la structure de deux protéines, Activin A et follistatin, se distingue des autres. Le long de la spirale de la cochlée, les niveaux d’Activin A ont augmenté là où les cellules précurseurs se transformaient en cellules ciliées. Cependant, la follistatine semblait avoir un comportement opposé à celui de l’Activine A. Ses taux étaient faibles dans la partie la plus externe de la cochlée lorsque les cellules précurseurs ont commencé à se transformer en cellules ciliées et élevés dans la partie la plus interne de la spirale de la cochlée où les cellules précurseurs n’avaient pas encore commencé leur conversion. L’activine A semblait se déplacer en une vague vers l’intérieur, tandis que le follistatin se déplaçait en une vague vers l’extérieur.

«Dans la nature, nous savions que l’Activine A et la follistatine agissent de façon opposée pour réguler les cellules», dit Doetzlhofer. «D’après nos découvertes, comme dans l’oreille, les deux protéines équilibrent les cellules précurseurs pour contrôler la formation ordonnée des cellules ciliées le long de la spirale cochléaire.»

Pour comprendre comment Activin A et le follistatin coordonnent exactement le développement des cellules ciliées, les chercheurs ont étudié les effets de chacune des deux protéines individuellement. Premièrement, ils ont augmenté les niveaux d’Activin A dans les cochlée des souris normales. Chez ces animaux, les cellules précurseurs se transforment trop tôt en cellules ciliées, ce qui fait apparaître prématurément les cellules ciliées tout au long de la spirale cochléaire. Chez les souris modifiées pour surproduire du follistatin ou ne pas produire du tout d’Activin A, les cellules ciliées ont tardé à se former et semblaient désorganisées et dispersées sur plusieurs rangées à l’intérieur de la cochlée.

«L’action de l’Activine A et du follistatin est si précisément chronométrée pendant le développement que toute perturbation peut affecter négativement l’organisation de la cochlée», explique Doetzlhofer. «C’est comme construire une maison – si les fondations ne sont pas posées correctement, tout ce qui est construit sur elle est affecté.»

En examinant de plus près pourquoi la surproduction de follistatine entraîne une désorganisation des cellules ciliées, les chercheurs ont découvert que des niveaux élevés de cette protéine provoquaient une division plus fréquente des cellules précurseurs, ce qui les faisait se transformer en cellules ciliées internes de manière désordonnée.

Mme Doetzlhofer note que ses recherches sur le développement des cellules ciliées, bien que fondamentales, ont des applications potentielles pour traiter la surdité causée par des cellules ciliées endommagées :

«Nous nous intéressons à l’évolution des cellules ciliées parce que c’est une question biologique intéressante», dit-elle. «Mais nous voulons aussi utiliser ces connaissances pour améliorer ou développer de nouvelles stratégies de traitement de la perte auditive

 

Source : https://www.hopkinsmedicine.org/news/newsroom/news-releases/researchers-find-proteins-that-might-restore-damaged-sound-detecting-cells-in-the-ear et https://elifesciences.org/articles/47613

Traduction : ExoPortail


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