Die Verabreichung des Proteins EPS8 mittels einer Gentherapie kann schlecht funktionierende Haarsinneszellen im Innenohr wiederherstellen.

Wissenschaftler des Salk Institute und der University of Sheffield haben gemeinsam eine Studie durchgeführt, die vielversprechend für die Entwicklung von Gentherapien zur Behebung von Hörverlusten ist. In den Industrieländern sind etwa 80 Prozent der Fälle von Taubheit, die auftreten, bevor ein Kind sprechen lernt, auf genetische Faktoren zurückzuführen. Eine dieser genetischen Komponenten führt zum Fehlen des Proteins EPS8, was mit einer fehlerhaften Entwicklung der Sinneshaarzellen im Innenohr einhergeht. Diese Zellen haben normalerweise lange haarähnliche Strukturen, die so genannten Stereozilien, die den Schall in elektrische Signale umwandeln, die vom Gehirn wahrgenommen werden können. Fehlt EPS8, sind die Stereozilien zu kurz, um zu funktionieren, was zu Taubheit führt.

Die Erkenntnisse der Wissenschaftler, die in Molecular Therapy – Methods & Clinical Development am 31. Juli 2022 veröffentlicht wurden, zeigen, dass die Verabreichung von normalem EPS8 die Funktion der Hörhaarzellen in den Ohren von Mäusen, die vom Verlust von EPS8 betroffen sind, wiederherstellen kann.

„Unsere Entdeckung zeigt, dass die Funktion der Haarzellen in bestimmten Zellen wiederhergestellt werden kann“, sagt Co-Autor Uri Manor, Assistenzprofessor und Direktor des Waitt Advanced Biophotonics Core bei Salk. „Ich wurde mit einer schweren bis hochgradigen Schwerhörigkeit geboren und finde, dass es ein wunderbares Geschenk wäre, Menschen die Möglichkeit zu geben, wieder hören zu können.“

Die Cochlea ermöglicht es uns, verschiedene Tonfrequenzen zu hören und zu unterscheiden. Die Bereiche der Cochlea mit niedrigen Frequenzen haben längere Stereozilien, während die Bereiche mit hohen Frequenzen kürzere Stereozilien haben. Wenn Schall durch das Ohr übertragen wird, vibriert die Flüssigkeit in der Cochlea, wodurch die Stereozilien der Haarzellen in Schwingung versetzt werden. Diese Haarzellen senden Signale an Neuronen, die die Informationen über die Töne an das Gehirn weiterleiten.

Manor hatte zuvor entdeckt, dass das EPS8-Protein für die normale Hörfunktion unerlässlich ist, weil es die Länge der Haarzellen-Stereozilien reguliert. Ohne EPS8 sind die Härchen sehr kurz. Gleichzeitig entdeckte Co-Autor Walter Marcotti, Professor an der Universität Sheffield, dass sich die Haarzellen ohne EPS8 ebenfalls nicht richtig entwickeln.

Für diese Studie taten sich Manor und Marcotti zusammen, um herauszufinden, ob das Hinzufügen von EPS8 zu den Stereozilien-Haarzellen deren Funktion wiederherstellen und damit das Hörvermögen von Mäusen verbessern könnte. Mit Hilfe eines Virus, das das Protein in die Haarzellen einschleuste, brachte das Team EPS8 in die Innenohren von tauben Mäusen ein, denen EPS8 fehlte. Anschließend charakterisierten und maßen sie die Stereozilien der Haarzellen mit Hilfe detaillierter Bildgebung.

Das Team fand heraus, dass EPS8 die Länge der Stereozilien vergrößerte und die Funktion der Haarzellen in den Niederfrequenzzellen wiederherstellte. Sie fanden auch heraus, dass die Zellen nach einem bestimmten Alter ihre Fähigkeit zu verlieren schienen, durch diese Gentherapie gerettet zu werden.

„EPS8 ist ein Protein mit vielen verschiedenen Funktionen, und wir haben noch viel mehr darüber herauszufinden“, sagt Manor. „Ich werde mich weiterhin mit der Erforschung von Hörverlust beschäftigen und bin optimistisch, dass unsere Arbeit zu Gentherapien führen kann, die das Gehör wiederherstellen.“

Zukünftige Forschungen werden unter anderem untersuchen, wie gut die EPS8-Gentherapie zur Wiederherstellung des Hörvermögens in verschiedenen Entwicklungsstadien funktioniert und ob es möglich ist, das therapeutische Zeitfenster zu verlängern.