Se prueban nuevos tratamientos con el modelo de «pérdida de audición en una placa» (Hearing loss in a dish)
El oído interno es extremadamente delicado y su funcionamiento puede deteriorarse a causa de un trauma acústico, fármacos tóxicos, infecciones, causas genéticas y la degeneración asociada a la edad. El deterioro de la capacidad auditiva, que es el déficit sensorial humano más frecuente, se debe principalmente a que se dañan o pierden células ciliadas sensoriales en la cóclea del oído interno (en el órgano de Corti) que envían señales «sonoras» al cerebro. Los científicos del proyecto financiado con fondos europeos OTOSTEM, coordinado por el profesor Löwenheim en Tübingen, querían abordar este urgente problema médico desarrollando tratamientos basados en células y fármacos. «Nos centramos en la tecnología de células madre para generar modelos de oído interno humano», explica el doctor Hasan Avci, coordinador adjunto del proyecto. OTOSTEM probó dos enfoques terapéuticos de la pérdida de audición: un tratamiento de base celular en que se introducían células progenitoras madre/óticas en la cóclea y un tratamiento de base farmacológica para proteger o regenerar las células ciliadas sensoriales. Fuentes de células madre para tratar la pérdida de audición Los investigadores utilizaron diversas fuentes de células madre para obtener células progenitoras óticas (OPC, por sus siglas en inglés). Estas incluían células madre nativas de tejidos auditivos humanos de personas adultas y fetales, así como células madre pluripotentes inducidas o embrionarias. Las OPC generadas debían cumplir ciertos criterios, por ejemplo, la expansión «in vitro» y la diferenciación en los tipos de células ciliadas sensoriales, células de soporte o células neuronales auditivas. OTOSTEM desarrolló protocolos con compuestos de moléculas pequeñas o morfógenos que inducen y determinan el destino de la célula. Se comprobaron las OPC para verificar su función biológica y la ausencia de tumorigenicidad en diversos ensayos «ex vivo» e «in vivo». Mediante la comparación de la expresión génica y el fenotipo de las OPC, los socios de OTOSTEM identificaron células madre humanas nativas como fuente de células madre con el mayor potencial de diferenciación ótica. La funcionalidad de los tipos de células neuronales u óticas generados se validó mediante experimentos «in vitro». La supervisión electrofisiológica demostró que las células trasplantadas se parecían a las células ciliadas cocleares de ratones. Mediante modelos animales preclínicos de neuropatía auditiva se probaron los progenitores neuronales auditivos humanos. Se pudo recuperar la audición y mantenerla durante más de 30 semanas desde el trasplante, sin que se observaran efectos adversos. Modelo de «pérdida de audición en una placa» En la actualidad, no existe un ensayo de base celular cuantitativo para probar los fármacos específicamente tóxicos para el oído (ototoxicidad) en humanos, por lo que incluso los fármacos aprobados presentan el riesgo de provocar pérdida de audición. Para abordar este problema y facilitar los estudios de seguridad de los medicamentos, el consorcio OTOSTEM diseñó ensayos de cribaje de fármacos. Este modelo de «pérdida de audición en una placa» utilizó células progenitoras óticas procedentes de células madre pluripotentes inducidas humanas. El ensayo humano se empleó para la verificación del rendimiento medio de más de 2 000 principios activos farmacológicos, incluidos fármacos aprobados por la FDA. Sorprendentemente, varios de estos fármacos se identificaron como ototóxicos. El consorcio OTOSTEM ha desarrollado compuestos novedosos con propiedades protectoras y regeneradoras del oído. Los compuestos otoprotectores previenen la muerte de células ciliadas del oído humano. Los fármacos regeneradores del oído inducen la sustitución de las células sensoriales perdidas. Los resultados obtenidos por OTOSTEM tienen una gran importancia comercial en relación con un mercado, inexplorado pero creciente, de fármacos otoprotectores y regeneradores. Dada la relación entre la pérdida de capacidad auditiva con el desarrollo neurológico de los jóvenes y la demencia en las personas de mayor edad, existe una necesidad inminente de desarrollar tratamientos validados clínicamente. Los socios industriales prevén que los modelos de OTOSTEM se puedan incorporar en los trámites de descubrimiento de fármacos para permitir la identificación de medicamentos nuevos y mejores para tratar la pérdida de audición. Tal como señala el doctor Avci, «con la ayuda del Séptimo Programa Marco hemos impulsado considerablemente el desarrollo de nuevos tratamientos contra la pérdida de audición y estamos ansiosos por seguir cosechando éxitos en el marco del programa Horizonte 2020».
Palabras clave
OTOSTEM, audición, célula madre, cóclea, oído interno, célula progenitora ótica (OPC)
