Hallás-rehabilitáció: Génterápia és optikai cochleáris implantátum

Az Innsbruckban tartott 2021-es Osztrák Fül-Orr-Gégészeti Konferencia utolsó napján a hallás-rehabilitáció távoli jövője és az a témával kapcsolatos középtávú kutatások kerültek a középpontba.

2013-ban P.D. DI DDr. Ingeborg Hochmair, az ausztriai implantátum-gyártó MED-EL vállalat alapítója, Prof. Dr. Blake S. Wilson, a Duke Egyetem kutatója, valamint Prof. Dr. Graeme M. Clark, a Melbourne-i Egyetem munkatársa kapta a klinikai kutatásért járó Lasker-DeBakey-díjat a modern cochleáris implantátumok fejlesztéséért. Mivel a hallás implantáció 2021-ben ünnepelte 30. évfordulóját, a Lasker-DeBakey-díjat az orvosi alapkutatások kategóriában három olyan kutató vehette át, akik jelentős munkát végeztek a cochleáris implantátumok jövője kapcsán. Név szerint: Prof. Karl Deisseroth, M.D., Ph.D. a kaliforniai Stanford Egyetem kutatója, Prof. Peter Hegemann a berlini Humboldt Egyetem munkatársa és Prof. Dieter Oesterhelt, a Max Planck Biokémiai Intézet kutatója. Kutatásaik során a fényérzékeny fehérje mikroorganizmusokat és ezeknek az optogenetikában történő felhasználási lehetőségeit vizsgálták. Ez a protein az optikai cochleáris implantátumok fejlesztésének előfeltétele, amire a szakértők komoly elvárásokkal tekintenek.

A Fül-Orr-Gégészeti Konferencián, Prof. Dr. Stefan Volkenstein összefoglalta a fülsebészet jövőbeli, a digitalizálás és technológiai fejlődés által fellendülést mutató fejlesztési lehetőségeit, melyek a hallásjavító implantátumokat is érintik. Példának okáért, a továbbfejlesztett képalkotási megoldások lehetővé teszik az egyénre szabott cochleáris implantátumok használatát.

Volkenstein professzor több lehetőséget is felvázolt a CI jövőbeli megvalósítása kapcsán. Amellett, hogy sok CI-használó álma egy teljesen beültetett rendszer, az optikai stimulációval és a hallás általános helyreállításával az implantátumok gyorsan elavult eszközökké válhatnak.

A jó hallásért felelős gének

A nem genetikai okok miatt szerzett (vagyis a nem születéskor fennálló) halláskárosodás esetében a fül érzékelősejtjeit a legfejlettebb génterápiával próbálják közvetlenül újraalkotni. „Számos tanulmány igazolja, hogy a sejtek ilyen jellegű újbóli megalkotása lehetséges” – magyarázta előadásában Ellen Reisinger a Tübingeni Egyetemi Kórház professzora. „Viszont eddig csak egyetlen tanulmányban sikerült bemutatni, hogy ez az eljárás jobb hallást eredményez. A probléma az, hogy ezt az eredményt még nem sikerült lemásolni.” Ebből kifolyólag nem lehet megjósolni, hogy egy ilyen jellegű terápia megvalósítható lesz-e, és ha igen, akkor mikor. A kisgyerekkorban előforduló halláskárosodások 80 százaléka genetikai eredetű és ezen genetikai elváltozások több, mint 70 százaléka kifejezetten a hallást érinti. Viszont azt nehéz megállapítani, hogy pontosan melyik gén felelős az adott problémáért: a recesszív génvariánsok esetében 78 különböző gén okozhatja a betegséget,

és legalább további 23 gén kapcsolata valószínűsíthető. Akkor még nem nem említettük az egyéb, eleddig ismeretlen okokat.

Ígéretes génterápiai megközelítés

Ahogy látható, a halláskárosodást rengeteg különböző gén okozhatja, ezért egyféle génterápiával nem orvosolható a probléma. Emellett egy ilyen terápia előfeltétele, hogy a halláskárosodás típusa mellett minden egyes beteg esetében a betegségért felelős megfelelő gént is pontosan azonosítsák. Sok esetben, korai alkalmazása nélkül a génterápia sem jelenthet megoldást. Például, ígéretes eredmények születtek egy egereken végzett kísérlet terápiás eljárása kapcsán, viszont ez a különleges terápia csak abban az esetben alkalmazható, ha a siketség tényét már az anyaméhben sikerül megállapítani. A betegséget okozó génhibát már a terhesség 18. hete előtt meg kell találni! „Szerintem nem szabad teljesen elvetni ezt a lehetőséget, viszont alkalmazása olyan távolinak tűnik, mint a Mars benépesítése” – osztja meg velünk gondolatait Reisinger professzor, génterápia-specialista.

Ő maga is egy, a halláskárosodási esetek két százalékát okozó genetikai mutációt orvosoló génterápia fejlesztésén dolgozik. A klinikai vizsgálatok már folyamatban vannak. Azok a génterápia fejlesztések a legígéretesebbek, melyek a protézis megoldásokkal megvalósított jövőbeli optikai cochleáris implantátumok alapjait adják.

Jobb hallás cochleáris implantátummal

Az egészséges belső fülben a hang kódolására a belső fül azon részén kerül sor, ahol az adott hang stimulálása megvalósul. A cochleáris implantátumoknál egy elektromos áramimpulzus segítségével a stimuláció a természetes stimulációs ponthoz legközelebb eső helyen valósul meg. Ezt a folyamatot Ionos Stimulációnak nevezzük. Ezt az időalapú kódolást a mély hangokra egyedül a MED-EL CI eszközei alkalmazzák.

Emellett, a modern cochleáris implantátumok gyengesége, hogy az egészséges fülhöz képest viszonylag alacsony frekvencia felbontással dolgoznak, így a hangok közötti különbségeket nem lehet olyan jól észlelni. Ennek az az oka, hogy az áramimpulzusok az aktív kapcsolat körül létrehoznak egy saját elektromos mezőt, amely a szomszédos területeket is gerjeszti ugyanabban az időpontban. „Emiatt mindegy, hogy 12 vagy 24 csatornát használunk” – magyarázta Prof. Dr. Tobias Moser, a Göttingeni Orvosi Egyetem Audiológiai Idegtudományi Intézetének igazgatója. „És itt kaphat jelentős szerepet az optikai CI, amivel egyszerre akár több csatorna is biztosítható.” Reményeink szerint elérik a 64 csatornát.

Optikai cochleáris implantátumok

Az emberi idegimpulzus egy természetes ionos impulzus, emiatt használható jól együtt az elektromos stimulációs impulzussal. Ezzel szemben, a zöld alga sejtjei a fényre érzékenyek. „Az eljárásban rejlő trükk, hogy megpróbáljuk a zöld alga genetikai információt átvinni az emberi idegsejtbe” – magyarázta Moser professzor. A Lasker-DeBakey-díj orvosi alapkutatások kategóriájának nyertesei, vagyis Deisseroth, Hegemann és Oesterhelt professzorok ezt az eljárást próbálták egereken megvalósítani. Az objektív ABR (agytörzsi válasz audiomertia) mérési eredmények és a viselkedést elemző vizsgálatok egyaránt azt mutatták, hogy a hangzáshatások elérhetők.

„Egy fejlesztési folyamat közben járunk, és még rengeteg a tennivalónk!” – magyarázta Moser professzor, a génterápiára, valamint orvosi technológiákkal megvalósuló optikai stimulációs modulokra és megfelelő kódolási stratégiákra utalva.