Vestibular Damage and Repair in Chronic Ototoxicity: Cellular Stages, Physiological Deficits and Molecular Mechanisms

La ototoxicidad progresiva del oido interno prevalece en los pacientes a los que se les administraron antibioticos aminoglucosidos con poca comprension de como se produce este dano y hasta que punto se puede recuperar. Se han completado numerosos estudios in vitro e in vivo que utilizan metodos agudos para demostrar diversos tipos de dano en el tejido vestibular y auditivo, incluido el dano de las celulas ciliadas que resulta en apoptosis o necrosis, dano excitotoxico y / o degeneracion de sus aferentes. Sin embargo, recientemente se ha estudiado el dano progresivo utilizando un modelo de intoxicacion subcronica en rata; este modelo tiene en cuenta la exposicion progresiva reflejada en la administracion de aminoglucosidos que no esta implicita en los experimentos agudos. Teniendo esto en cuenta, el modelo de intoxicacion subcronica se adapto a un nuevo modelo de raton para describir como se caracteriza el dano progresivo que se produce en los epitelios sensoriales vestibulares y los ganglios, junto con una caracterizacion preliminar en los epitelios sensoriales cocleares. Los ratones se expusieron a IDPN 30 mM {3,3'-iminodipropionitrilo) en agua potable normal durante 8 semanas y se observaron los deficits vestibulares utilizando una bateria de pruebas establecida; los deficits auditivos se registraron utilizando medidas de respuesta auditiva del tronco cerebral (ABR). Se utilizaron diversas tecnicas para identificar datos funcionales, histologicos (microscopia electronica de barrido/transmision [SEM/TEM]; inmunoconfocal) y moleculares {ARNm; proteinas) para estudiar las alteraciones en los tejidos vestibular y auditivo despues de una intoxicacion subcronica. En el tejido vestibular, las imagenes SEM/TEM demostraron un dano progresivo con la perdida de las uniones caliceas entre las celulas ciliadas tipo I y sus aferentes del caliz, la fragmentacion y retraccion de los aferentes, la coalescencia estereociliar y el mecanismo unico de extrusion de celulas ciliadas, donde la celula es expulsada de los epitelios hacia la cavidad endolinfatica. Los datos inmunoconfocales y qRT-PCR demostraron una perdida de casprl y tenascina-c en las uniones caliceas de las celulas ciliadas de tipo I y sus aferentes. Tambien se observo una perdida de sinapsis activas entre las celulas ciliadas y sus aferentes, donde las sinapsis activas estan definidas por el ribeye presinaptico de las celulas y el receptor de GluA2 post-sinaptico de los aferentes. La expresion de la proteina del andamiaje sinaptico fue regulada al alza {PSD95, Homer1), lo que se tradujo en un aumento en el nivel de proteina (PSD95), probablemente para la estabilizacion y compensacion de las sinapsis aferentes. Se observo que el dano progresivo era al menos parcial o completamente recuperable hasta la coalescencia estereociliar de las celulas ciliadas. Finalmente, se demostro que la expresion de numerosas proteinas de andamiaje y senalizacion estaban reguladas a la baja (qRT-PCR; RNAseq) durante la intoxicacion en el epitelio vestibular y el ganglio, lo que lleva a la hipotesis de una depresion en la adhesion celula-celula entre las celulas ciliadas y sus aferentes y una depresion en la senalizacion aferente, que resulta, en general, en un sistema deprimido. En la coclea, se observo una perdida auditiva profunda en un patron tonotopico durante la exposicion; las frecuencias mas altas se vieron afectadas primero y, con tiempos de exposicion mas largos, afectaba a las frecuencias mas bajas. Las celulas ciliadas externas se perdieron tonotopicamente debido a la exposicion prolongada, seguida de la perdida activa de sinapsis de las celulas ciliadas internas. Los intoxicados durante las dos primeras semanas demostraron una recuperacion de capacidad auditiva antes de que se observaran perdidas de sinapsis activa o de celulas ciliadas externas. Un modelo de IDPN ototoxico subcronico demuestra el dano progresivo del oido interno, lo que permite el estudio de este dano y su potencial de recuperacion, obteniendo una comprension mas clara de los mecanismos que afectan a los tejidos.