Rehabilitacija sluha: Genska terapija in optični PV

Zadnji dan avstrijskega kongresa ORL septembra 2021 v Innsbrucku je bil poudarek na raziskavah ter srednjeročni in daljni prihodnosti rehabilitacije sluha.

Leta 2013 so priv. doc. dipl. ing. dr. Ingeborg Hochmair, ustanoviteljica avstrijskega proizvajalca vsadkov MED-EL, prof. dr. Blake S. Wilson, znanstvenik na univerzi Duke in prof. dr. Graeme M. Clark z univerze v Melbournu, prejeli nagrado Lasker-DeBakey za klinične medicinske raziskave (Clinical Medical Research Award) za razvoj sodobnih polževih vsadkov. Ker je slušna implantologija leta 2021 praznovala svojo 30. obletnico, je bila nagrada Albert Lasker za temeljne medicinske raziskave (Basic Medical Research Award) podeljena trem znanstvenikom, katerih raziskave bi lahko postale pomembne za prihodnost polževih vsadkov. To so prof. dr. med. Karl Deisseroth z univerze Stanford v Kaliforniji, prof. Peter Hegemann z univerze Humboldt v Berlinu in prof. Dieter Oesterhelt z inštituta Max Planck za biokemijo, ki so raziskovali svetlobno občutljive beljakovinske mikroorganizme in njihovo uporabo v optogenetiki. Ta beljakovina je predpogoj za razvoj optičnih PV, ki pri strokovnjakih vzbujajo visoka pričakovanja.

Na kongresu ORL je prof. dr. Stefan Volkenstein podal pregled prihodnjega razvoja ušesne kirurgije, za katero sta gonilni sili digitalizacija in tehnologizacija. To velja tudi za slušne vsadke. Na primer, izboljšane vizualizacije omogočajo individualno prilagojene in optimizirane implantacije PV.

Prof. Volkenstein je posebej izpostavil PV, ko je omenil dolgoročne vizije razvoja. Poleg upov mnogih uporabnikov PV o popolnoma implantiranem sistemu bi lahko zaradi optične stimulacije in genetske rehabilitacije slušne sposobnosti vsadki postali zastareli.

Geni za dober sluh

V primeru pridobljene izgube sluha (ki se pojavi kasneje v obdobju življenja posameznika) zaradi ne-genetskih dejavnikov je najbolj napredna genska terapija tista, ki ima za cilj neposredno regeneracijo senzoričnih celic ušesa. “Številne študije kažejo, da je ta regeneracija možna,” je v svoji predstavitvi pojasnila prof. Ellen Reisinger iz Univerzitetne bolnišnice v Tübingenu. “A zaenkrat le ena študija kaže, da lahko to izboljša sluh. Težava je v tem, da ta učinek še ni bil reproduciran.” Zato še ni mogoče predvideti, ali in kdaj bo takšna terapija mogoča.

Težave s sluhom v zgodnjem otroštvu so v 80 odstotkih genetskega izvora, več kot 70 odstotkov teh genetskih variacij pa vpliva izključno na sluh. Toda ti geni so številni: v primeru recesivnih variant je 78 različnih genov znanih kot možnih vzrokov. Sumi se na povezavo pri vsaj še 23 genih, možni pa so tudi drugi neznani vzroki.

Obetaven pristop h genski terapiji

Zaradi velikega števila različnih genov kot vzroka za izgubo sluha ne more obstajati ena genska terapija za izgubo sluha. Poleg tega takšna terapija zahteva, da se pri vsakem bolniku določi ne samo izguba sluha, temveč tudi gen, ki jo povzroča. V mnogih primerih je zgodnja uporaba genske terapije odločilna za uspešno zdravljenje. Na primer, poseben pristop k terapiji je pokazal obetavne rezultate v poskusih na miših, vendar bi bilo treba s to terapijo gluhost diagnosticirati že v maternici. Osnovno gensko okvaro bi bilo treba identificirati v genskem materialu pred 18. tednom nosečnosti! “Mislim, da to ni povsem izključeno, vendar je tako daleč kot kolonizacija Marsa,” ugiba prof. Reisinger, specialist za gensko terapijo.

Sama raziskuje razvoj genske terapije, ki naj bi pomagala pri mutaciji, ki je prisotna v dveh odstotkih vseh genetsko povzročenih primerov izgube sluha. Klinična preskušanja so v teku. Obetavno je specifično gensko zdravljenje, ki je predpogoj za uporabo prihajajočih optičnih polževih vsadkov.

Izboljšanje zaznave zvoka s PV

V zdravem ušesu je višina tona določena z mestom v notranjem ušesu, kjer se zgodi stimulacija. Polževi vsadki stimulirajo čim bližje naravni točki stimulacije s pomočjo impulza električnega toka in to imenujemo ionska stimulacija. Polževi vsadki MED-EL edini uporabljajo časovno kodiranje tudi za nizke zvoke.

Kljub temu je slabost sodobnih vsadkov njihova relativno nizka frekvenčna ločljivost v primerjavi z zdravimi ušesi. Razlik med zvoki ni mogoče enako dobro zaznati. To je posledica dejstva, da uporabljeni tokovni impulzi naredijo svoje električno polje tudi okoli aktivnega stika in tako vzburjajo tudi sosednja področja. “Zaradi tega ni pomembno, ali uporabljajo 12 ali 24 kanalov,” je pojasnil prof. dr. Tobias Moser, direktor Inštituta za avdiološko nevroznanost na Medicinski univerzi v Göttingenu. “Tukaj pride v poštev optični PV, saj so lahko kanali tu bolj nagneteni.” Upamo na 64 kanalov.

Optični polževi vsadki

Človeški živčni impulz je naravno ionski impulz, zaradi česar je elektronski stimulacijski impulz dober približek. Nasprotno pa so celice zelene alge občutljive na svetlobo. “Trik je v tem, da takšno funkcijo iz zelene alge prenesemo v človeško živčno celico,” je pojasnil prof. Moser. Deisseroth, Hegemann in Oesterhelt, znanstveniki, ki so nedavno prejeli nagrado Lasker za temeljne raziskave, so to poskušali narediti na miših. Tako objektivne meritve ABR kot eksperimenti z vedenjsko analizo so pokazali, da je na tak način mogoče doseči slušne vtise.

“Smo sredi razvoja, a imamo še veliko dela!” je dejal prof. Moser o genski terapiji in medicinski tehnologiji z moduli optične stimulacije in ustreznimi strategijami kodiranja.