giovedì 24 aprile 2014

Medicina neuro-rigenerativa e protesi cocleari

di Alberto Carrara, LC
Coordinatore del Gruppo di Neurobioetica (GdN)

Combinare le moderne biotecnologie mediche (tecnologie del DNA ricombinante) con le più sofisticate tecnologie di interfaccia cervello-macchina (acustiche o protesi cocleari) allo scopo di indurre la rigenerazione neuronale è possibile!

Lo dimostra il recentissimo lavoro del gruppo del professor Gary Housley del UNSW (Translational Neuroscience Facility and Department of Physiology, School of Medical Sciences, University of New South Wales, UNSW Australia, Sydney, New South Wales 2052, Australia), pubblicato da poco sulla prestigiosa rivista scientifica Science Translational Medicine (J. L. Pinyon, S. F. Tadros, K. E. Froud, A. C. Y. Wong, I. T. Tompson, E. N. Crawford, M. Ko, R. Morris, M. Klugmann, G. D. Housley, Close-Field Electroporation Gene Delivery Using the Cochlear Implant Electrode Array Enhances the Bionic EarSci. Transl. Med. 6, 233ra54, 2014).


Il sofisticato lavoro di questo gruppo di ricerca pubblicato ieri, mercoledì 23 aprile 2014, permette di progredire nel miglioramento delle interfacce neuronali e nelle loro applicazioni a livello di quel settore innovativo che viene detto: medicina molecolare rigenerativa.

I ricercatori del UNSW guidati da Gary Housley hanno, per la prima volta, impiegato impulsi elettrici prodotti da impianti cocleari (le comuni, ma sofisticate protesi auricolari) per guidare un’efficace terapia genica che ha indotto la ricrescita (rigenerazione) delle cellule del nervo acustico

Meccanismo d'azione
Questo ha permesso di migliorare notevolmente al paziente, la percezione e sensazione uditiva.

Si apre così una finestra innovativa, non soltanto per patologie ristrette al sistema uditivo, bensì a disordini neurodegenerativi quali il Parkinson, patologie psichiatriche quali la depressione (anche maggiore).

Ripropongo l’abstract del lavoro scientifico qui sotto:

Abstract
The cochlear implant is the most successful bionic prosthesis and has transformed the lives of people with profound hearing loss. However, the performance of the “bionic ear” is still largely constrained by the neural interface itself. Current spread inherent to broad monopolar stimulation of the spiral ganglion neuron somata obviates the intrinsic tonotopic mapping of the cochlear nerve. We show in the guinea pig that neurotrophin gene therapy integrated into the cochlear implant improves its performance by stimulating spiral ganglion neurite regeneration. We used the cochlear implant electrode array for novel “close-field” electroporation to transduce mesenchymal cells lining the cochlear perilymphatic canals with a naked complementary DNA gene construct driving expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and a green fluorescent protein (GFP) reporter. 

The focusing of electric fields by particular cochlear implant electrode configurations led to surprisingly efficient gene delivery to adjacent mesenchymal cells. The resulting BDNF expression stimulated regeneration of spiral ganglion neurites, which had atrophied 2 weeks after ototoxic treatment, in a bilateral sensorineural deafness model. In this model, delivery of a control GFP-only vector failed to restore neuron structure, with atrophied neurons indistinguishable from unimplanted cochleae. With BDNF therapy, the regenerated spiral ganglion neurites extended close to the cochlear implant electrodes, with localized ectopic branching. This neural remodeling enabled bipolar stimulation via the cochlear implant array, with low stimulus thresholds and expanded dynamic range of the cochlear nerve, determined via electrically evoked auditory brainstem responses. This development may broadly improve neural interfaces and extend molecular medicine applications.


È possibile vedere QUI il video istituzionale che spiega la ricerca: The video “Bionic ear delivers DNA to re-grow auditory nerve cells” is available at the UNSWTVYouTube page.

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