A perdita di udizione (HL) hè a malatia di disabilità sensoriale più cumuna in l'omu.In i paesi sviluppati, circa 80% di i casi di sordi prelinguali in i zitelli sò causati da fatturi genetichi.I più cumuni sò difetti di un genu unicu (cum'è mostra in Fig. 1), 124 mutazioni di geni sò stati trovati assuciati cù a perdita di udizione nonsyndromic in l'omu, u restu hè causatu da fatturi ambientali.Un implante cochlear (un dispositivu elettronicu pusatu in l'arechja interna chì furnisce l'estimulazione elettrica direttamente à u nervu auditivu) hè di granu l'opzione più efficace per trattà HL severu, mentre chì un apparecchiu acusticu (un dispositivu elettronicu esternu chì cunverte è amplifica l'onda sonora) pò aiutà i Pacienti cù HL moderatu.Tuttavia, attualmente ùn ci sò micca droghe dispunibili per trattà l'HL ereditaria (GHL).In l'ultimi anni, a terapia genica hà ricivutu una attenzione crescente cum'è un approcciu promettente per trattà a disfunzione di l'orechja interna.

Fig1.Distribuzione di u tipu di variazione assuciata à a surdità.[1]

Recentemente, i scientisti di l'Istitutu Salk è l'Università di Sheffield anu publicatu un risultatu di ricerca in Molecular Therapy - Methods & Clinical Development [2], chì dimustrava ampie prospettive d'applicazione per a terapia genica in vivo di a sordità ereditaria.Uri Manor, assistente prufessore di ricerca à l'Istitutu Salk è direttore di u Waitt Center for Advanced Biophotonics, hà dettu chì era natu cù una perdita di udizione severa è sentia chì a ristaurazione di l'audizione seria un rigalu maravigliu.A so ricerca precedente hà truvatu chì Eps8 hè una proteina regulatoria di l'actina cù attività di ubligatoriu è capping di l'actina;in cellule di capelli cochlear, u cumplessu di prutezione furmatu da Eps8 cù MYO15A, WHIRLIN, GPSM2 è GNAI3 esisti principarmenti in u più I punte di stereocilia longu, chì inseme cù MYO15A localize BAIAP2L2 à i punte di stereocilia più brevi, sò necessarii per u mantenimentu di fasci di capelli.Dunque, Eps8 pò regulà a durata di l'estereocilia di e cellule di u capeddu, chì hè essenziale per a funzione di l'audizione normale;L'eliminazione di l'Eps8 o a mutazione portanu à stereocilia curta, chì facenu incapaci di cunvertisce bè u sonu in signali elettrici per a percepzione cerebrale, chì à u turnu porta à a sorda..À u listessu tempu, u cullaburatore Walter Marcotti, un prufessore à l'Università di Sheffield, hà truvatu chì e cellule di u capeddu ùn pò micca sviluppà nurmale in l'absenza di Eps8.In questu studiu, Manor è Marcotti si sò uniti per investigà se l'aggiunta di Eps8 à e cellule stereociliarii puderia ristabilisce a so funzione è, à u turnu, migliurà l'audizione in i topi.U squadra di ricerca hà utilizatu u vettore di virus adeno-associatu (AAV) Anc80L65 per trasmette a sequenza di codificazione chì cuntene EPS8 di tipu salvaticu in a cochlea di i topi Eps8-/- neonati P1-P2 per iniezione di membrana di finestra rotonda;in i celi di capelli cochlear di u mouse A funzione di stereocilia hè stata riparata prima di maturità;è l'effettu di riparazione hè carattarizatu da a tecnulugia di l'imaghjini è a misurazione di stereocilia.I risultati anu dimustratu chì Eps8 hà aumentatu a durata di stereocilia è restauratu a funzione di e cellule di capelli in e cellule di bassa freccia.Anu ancu trovu chì, cù u tempu, e cellule parevanu perde a so capacità per esse salvate da sta terapia genica.L'implicazione hè chì stu trattamentu pò avè bisognu à esse amministratu in utero, postu chì e cellule di capelli Eps8-/- anu maturatu o accumulatu danni fora di riparazione dopu chì i topi sò nati."Eps8 hè una proteina cù parechje funzioni diverse, è ci hè ancu assai da esplurà", disse Manor.A ricerca futura includerà l'investigazione di l'effettu di a terapia genica Eps8 in a restaurazione di l'audizione in diverse tappe di sviluppu, è s'ellu pò esse pussibule di allungà l'opportunità di trattamentu.Coincidentamente, in nuvembre 2020, u prufessore KarenB Avraham di l'Università di Tel Aviv in Israele hà publicatu i so risultati in a rivista EMBO Molecular Medicine [3], utilizendu una tecnulugia innovativa di terapia genica per creà un virus adeno-associatu sinteticu innocu AAV9-PHP.B, U difettu di u genu in i celi di u capeddu di i topi Syne4-/- hè statu riparatu injecting un virus chì porta a sequenza di codificazione di Syne4 in l'arechja interna di i topi, chì permettenu di entre in i celi di u capeddu è liberà u materiale geneticu purtatu, chì li permette di maturà è di funziunà nurmale (cum'è in Fig. 2).

Fig2.Rappresentazione schematica di l'anatomia di l'orechja interna, cun un focusu nantu à l'organu di Corti è a funzione cellulare di nesprin-4.

Pò esse vistu chì l'usu di a terapia genica per ottene u scopu di trattà e malatie ereditarie à u livellu di u genu, inserisce, sguassate o curregge qualsiasi geni mutati per u trattamentu (vale à dì, cuntrullà i cambiamenti genetichi in a malatia) hà un altu effettu clinicu.prospettive di applicazione.I metudi di terapia genica attuale per a sorda geneticamente deficiente ponu esse divisi in e seguenti categurie:

sustituzione di geni

A sustituzione di u genu hè senza dubbitu a forma più "diretta" di a terapia genica, basatu annantu à identificà è rimpiazzà un genu difettu cù una copia normale o salvatica di u genu.Primu studiu successu di terapia genica di l'orechja interna per a perdita di l'audizione causata da l'eliminazione di u genu di u trasportatore di glutamate vesicular 3 (VGLUT3);A consegna mediata da AAV1 di sovraespressione esogena di VGLUT3 in cellule di capelli di l'orechja interna (IHCs) Puderà risultà in una ricuperazione di l'audizione sostenuta, a ricuperazione parziale di a morfologia sinaptica di nastri, è risposte convulsive [4].In ogni casu, in l'esempii chì includenu i dui sustituti di geni forniti da AAV descritti in l'intruduzione sopra, hè impurtante nutà chì i mudelli di mouse utilizati per certi tipi di disordini ereditari di perdita di udizione di eliminazione di geni sò temporalmente diffirenti da l'omu, è in i topi P1, l'orechja interna hè in u stadiu maturu di u sviluppu.In cuntrastu, l'omu nascenu cù un orechju internu maturu.Questa differenza impedisce l'applicazioni pussibuli di i risultati di u mouse à u trattamentu di i disordini ereditari di a surdità umana, salvu chì a terapia genica ùn hè stata consegnata à l'orecchie mature di u mouse.

Edizione genetica: CRISPR/Cas9

In cunfrontu cù a "sustituzione di geni", u sviluppu di a tecnulugia di edizione di geni hà purtatu l'alba di trattà e malatie genetiche da a radica.Impurtante, u metudu di edizione di genu cumpensà i difetti di i metudi tradiziunali di terapia genica di sovraespressione chì ùn sò micca adattati per e malatie di sordi ereditarie dominanti, è u prublema chì u metudu di sovraespressione ùn dura micca longu.Dopu à i circadori chinesi specificamente chjappà l'allele mutante Myo6C442Y in i topi Myo6WT / C442Y utilizendu u sistema di editazione di geni AAV-SaCas9-KKH-Myo6-g2, è in 5 mesi di u knockout, i topi A funzione auditiva di u mudellu hè stata restaurata;à u listessu tempu, hè statu ancu osservatu chì a sopravvivenza di i celi di u capeddu in l'arechja internu hè stata migliurata, a forma di i cilia hè diventata regulare, è l'indicatori elettrofisiologichi sò corretti [5].Questu hè u primu studiu in u mondu à utilizà a tecnulugia CRISPR / Cas9 per u trattamentu di a sorda ereditaria causata da a mutazione di u gene Myo6, è hè un prugressu impurtante di ricerca di a tecnulugia di editazione di geni per u trattamentu di a sorda ereditaria.A traduzzione clinica di trattamentu furnisce una basa scientifica solida.

Metodi di consegna di terapia genica

Per chì a terapia genica sia successu, e molécule di DNA nudi ùn ponu micca penetrà in e cellule in modu efficace per via di a so idrofilia è di a carica negativa di i gruppi di fosfati, è per assicurà l'integrità di e molécule d'acidu nucleicu supplementatu, deve esse sceltu un metudu sicuru è efficace.L'ADN supplementatu hè furnitu à a cellula o tissutu di destinazione.L'AAV hè largamente utilizatu cum'è veiculu di consegna per u trattamentu di e malatie per via di u so altu effettu infettivu, a bassa immunogenicità è u largu tropismu à diversi tipi di tissuti.Attualmente, un grande corpu di travagliu di ricerca hà determinatu u tropismu di diversi sottotipi di AAV relative à diversi tipi di cellule in a coclea di u mouse.Utilizendu e caratteristiche di consegna AAV cumminati cù i promotori specifichi di e cellule ponu ottene l'espressione specifica di e cellule, chì ponu riduce l'effetti off-target.Inoltre, cum'è una alternativa à i vettori AAV tradiziunali, novi vettori AAV sintetici sò sviluppati in permanenza è mostranu una capacità di trasduzione superiore in l'orechja interna, di quale AAV2 / Anc80L65 hè u più utilizatu.I metudi di consegna non virali ponu esse più divisi in metudi fisichi (microiniezione è elettroporazione) è metudi chimichi (basati in lipidi, polimeri è nanoparticelle d'oru).I dui approcci sò stati aduprati in u trattamentu di i disordini ereditarii di sordi è anu dimustratu diversi vantaghji è limitazioni.In più di u veiculu di consegna per a terapia genica cum'è veiculu, ponu esse impiegati diversi approcci per l'amministrazione di geni in vivo basati nantu à diversi tipi di cellule di destinazione, rotte di amministrazione è efficacità terapeutica.A struttura intricata di l'arechja interna rende difficiuli di ghjunghje à e cellule di destinazione è a distribuzione di l'agenti di editazione di u genoma hè lenta.U labirintu membranoso si trova in u labirintu osseu di l'ossu temporale è include u duct cochlear, duct semicircular, utricle è u globu.U so isolamentu relativo, a circulazione linfatica minima è a separazione da u sangue da una barriera di labirintu di sangue limitanu l'effettu sistemicu efficace di a terapia à i topi neonatali solu.Per ottene titru virali adattati per a terapia genica, hè necessariu iniezione diretta locale di vettori virali in l'arechja interna.I percorsi stabiliti di injection include [6]: (1) membrana di finestra rotonda (RWM), (2) tracheostomia, (3) cochleostomy endolinfatica o perilymphatic, (4) membrana di finestra rotonda plus Fenestration Tube (CF) (cum'è in Fig. 3).

Fig3.Cunsigliu di l'orechja interna di a terapia genica.

Ancu s'ellu hè statu fattu assai avanzati in a terapia genica, basatu annantu à i scopi di traduzzione clinica, più travagliu deve esse fattu prima chì a terapia genica pò diventà una opzione di trattamentu di prima linea per i pazienti cù malatie genetiche, in particulare in u sviluppu di vettori sicuri è efficaci è metu di consegna.Ma cridemu chì in un futuru vicinu, sti tipi di trattamenti diventeranu una basa di a terapia persunalizata è avarà un impattu assai pusitivu in a vita di e persone cù disordini genetichi è e so famiglie.

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