Alrededor de un millón de personas en todo el mundo utilizan actualmente un implante coclear (IC). El IC es un dispositivo implantado quirúrgicamente que restablece la percepción auditiva en casos de hipoacusia profunda o sordera. Los micrófonos situados en el exterior del dispositivo convierten el sonido en señales eléctricas que estimulan directamente el nervio auditivo de la cóclea.
Esta estructura del oído interno convierte la información sonora en impulsos nerviosos y los envía al cerebro. Aunque los implantes cocleares son muy eficaces para restablecer la comprensión del habla en silencio, su limitada resolución espectral limita la capacidad de seguir conversaciones con ruido de fondo y el disfrute de la música.
El nuevo enfoque se basa en la experiencia del profesor Tobias Moser y su equipo en el campo de la optogenética. El equipo de investigación auditiva de Göttingen ha desarrollado una técnica que utiliza manipulaciones genéticas para controlar las células nerviosas con luz y conectar su actividad a un implante coclear emisor de luz.
"Hemos desarrollado una forma alternativa de acoplar la luz y la actividad eléctrica de las células nerviosas que no requiere manipulación genética. Para ello, utilizamos una sustancia que se adhiere químicamente a una proteína receptora de las células nerviosas auditivas como una "prótesis molecular" y las activa cuando se iluminan", explica el coautor, el Prof. Dr. Carlo Matera, que sintetizó el fármaco. El hecho de que ahora existan varias formas de estimular el nervio auditivo podría hacer accesible el IC óptico a un mayor número de usuarios".
La nueva sustancia desarrollada por los investigadores se activa con una sola longitud de onda de luz azul. "Tras probar y caracterizar el compuesto in vitro en células nerviosas del hipocampo, realizamos experimentos in vivo en jerbos", explica la Dra. Aida Garrido Charles, coautora y científica del IBEC y la UMG. "Pudimos demostrar que nuestro fármaco activado por la luz desencadena una respuesta electrofisiológica en la cóclea. Es la primera vez que esto se consigue en un experimento farmacológico".
El control neural activado por luz supera algunas de las desventajas del implante coclear clásico, que se acciona mediante estimulación eléctrica. "La principal razón por la que los usuarios de implantes tienen dificultades para percibir la música y el habla en entornos ruidosos es que la cóclea está llena de líquido. Si se estimula con electricidad, la excitación se dispersa ampliamente", explica el Dr. Antoine Huet, coautor del estudio y MBExC Junior Fellow de la UMG. "Como la luz puede confinarse mejor espacialmente en el líquido, nuestra técnica puede estimular las células nerviosas auditivas de la cóclea con mucha mayor precisión. Esto significaría que los futuros usuarios potenciales podrían recuperar una "audición casi fisiológica". Para la percepción de la música y la conversación con ruido de fondo, la clave técnica es una excelente resolución de la frecuencia del sonido, que no puede conseguirse con la estimulación eléctrica".
Futuros estudios mejorarán el fármaco y comprobarán con qué precisión restaura la audición. "Nuestras predicciones por ordenador y estudios con animales sugieren que la audición con luz tiene el potencial de proporcionar una impresión auditiva casi fisiológica", dice el Dr. Huet.
Prótesis moleculares fotosensibles rápidas controlan la actividad neuronal en la cóclea. Journal of the American Chemical Society (2022), https://doi.org/10.1021/jacs.1c12314.
