Nuevo ensayo conduce a un paso hacia la terapia génica para pacientes sordos

CORVALLIS, Ore. – Científicos de la Universidad Estatal de Oregón han dado un paso importante hacia la terapia génica para pacientes sordos al desarrollar una forma de estudiar mejor una gran proteína esencial para la audición y encontrar una versión truncada de la misma.

Las mutaciones en la proteína otoferlina están relacionadas con la pérdida auditiva congénita grave, un tipo común de sordera en la que los pacientes no pueden oír casi nada.

La investigación sugiere que la otoferlina, que se encuentra en la cóclea del oído interno, actúa como una proteína enlazadora sensible al calcio. El estudio también muestra que una mutación en la otoferlina debilita la unión entre la proteína y una sinapsis de calcio en el oído, y las deficiencias en esa interacción podrían estar en la raíz de la pérdida auditiva relacionada con la otoferlina.

El tamaño de la molécula de otoferlina y su baja solubilidad han dificultado su estudio, incluida la forma en que la otoferlina funciona de manera diferente a otro sensor de calcio neuronal en el cerebro, la sinaptotagmina.

Para combatir esos desafíos, los investigadores de la Facultad de Ciencias de OSU desarrollaron un ensayo de titulación de unión de colocalización de una sola molécula, smCoBRA, para probar cuantitativamente la otoferlina.

“Es un pony de un solo truco de una proteína”, dijo el autor correspondiente Colin Johnson, profesor asociado de bioquímica y biofísica. “Muchos genes encontrarán varias cosas que hacer, pero la otoferlina parece tener un solo propósito y es codificar el sonido en las células ciliadas sensoriales del oído interno. Y pequeñas mutaciones en la otoferlina dejan a las personas profundamente sordas”.

El trabajo de Johnson y colaboradores en el Departamento de Física y el Departamento de Bioquímica y Biofísica brinda una explicación a nivel molecular para la observación de que la otoferlina y la sinaptotagmina no tienen el mismo papel funcional.

La investigación, realizada con proteína recombinante de lisado celular aislado in vitro, también valida una metodología para caracterizar proteínas de membrana multivalentes grandes en general.

“El gen de la otoferlina es realmente grande y produce una proteína enorme”, dijo Johnson. “El método tradicional para hacer una proteína recombinante es usar E. coli, pero detestan las proteínas grandes. Este documento ideó una forma de sortear ese desafío.

“Estábamos tratando de acortar el gen, para encontrar una forma truncada que pudiera usarse para la terapia génica. Hay un límite de tamaño en términos de lo que puede empaquetar en el vehículo de administración de genes, y la otoferlina es demasiado grande. Ese es el santo grial, tratar de encontrar una versión en miniatura de otoferlin que se pueda empaquetar en el vehículo de entrega y luego, con suerte, el paciente puede comenzar a escuchar”.

El tamaño de Otoferlin ha impedido los experimentos de rescate en los que un ARNm modificado para otoferlin se transfecta en un modelo animal para reemplazar un gen de otoferlin suprimido o derribado que causa sordera.

El estudio realizado por Johnson, la estudiante de doctorado en bioquímica Nicole Hams, el ex estudiante de doctorado en bioquímica Mu ru gesh Padmanaryana y el biofísico Weihong Qiu identificaron una forma truncada de otoferlina que puede funcionar en la codificación del sonido.

Los Institutos Nacionales de Salud apoyaron este estudio. Los resultados se publicaron recientemente en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.