Resumen: Los investigadores han identificado y mapeado diversos tipos de células en el núcleo coclear, la región del tronco encefálico responsable del procesamiento del sonido. Utilizando técnicas moleculares avanzadas, descubrieron diferentes tipos de células recientemente identificadas que procesan características sonoras específicas, como sonidos agudos o cambios de tono.
Estos hallazgos desafían las ideas existentes sobre la audición y allanan el camino para terapias dirigidas para los trastornos auditivos. Al crear un atlas celular y molecular, los científicos ahora pueden desarrollar tratamientos más precisos para afecciones como la pérdida auditiva, avanzando en el campo de la medicina auditiva personalizada.
hechos importantes
- Descubrimiento del tipo de célula: Los investigadores han identificado nuevos subtipos de neuronas en el núcleo coclear, revisando nuestra comprensión del procesamiento auditivo.
- Técnicas Avanzadas: Herramientas como la secuenciación de ARN de un solo núcleo y patch-seq han creado un atlas celular detallado del núcleo coclear.
- Potencial terapéutico: Los hallazgos permitirán tratamientos más específicos para los trastornos auditivos, beneficiando a los pacientes que no pueden utilizar implantes cocleares.
Fuente: Facultad de Medicina de Baylor
Cuando escuchamos sonidos, las células especializadas del núcleo coclear son las primeras en procesar esa información, lo que permite que nuestro cerebro comprenda el habla, disfrute de la música y reconozca diferentes sonidos.
Durante décadas, se sabe que esta región es una parte importante del sistema auditivo; Sin embargo, las poblaciones de células específicas responsables de procesar diferentes sonidos dentro del núcleo coclear no se comprenden ni caracterizan completamente.
Investigadores de la Facultad de Medicina de Baylor, el Instituto de Investigación Neurológica John y Dan Duncan del Hospital Infantil de Texas y la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón ahora pueden identificar y mapear diversos tipos de células en esta región crítica del tronco encefálico.
Hallazgos publicados en la última edición de Comunicaciones de la naturalezaNo sólo se validaron las definiciones moleculares de los tipos de células comparándolas con datos anatómicos y fisiológicos conocidos, sino que también se identificaron nuevos subtipos de neuronas clave implicadas en el procesamiento auditivo.
«Comprender estos tipos de células y cómo funcionan es esencial para avanzar en los tratamientos para los trastornos auditivos», afirmó el Dr. dijo Matthew McGinley.
«Piense en cómo las células musculares del corazón son responsables de la contracción, mientras que las células de las válvulas controlan el flujo sanguíneo. El tronco cerebral auditivo funciona de manera similar: diferentes tipos de células responden a diferentes aspectos del sonido.
Por ejemplo, algunas células responden a sonidos repentinos y agudos, mientras que otras detectan cambios de tono o sonidos fluctuantes, como los que se encuentran en el habla o la música. Saber qué tipos de células regulan estas diferentes funciones permitirá a los investigadores desarrollar tratamientos más específicos y eficaces.
«Durante mucho tiempo hemos creído en la existencia de distintos tipos de células en el núcleo coclear, pero hasta ahora carecíamos de las herramientas para identificarlas definitivamente.
«Este estudio no sólo confirma muchos de los tipos de células que esperábamos, sino que también revela otros completamente nuevos, que desafían principios arraigados del procesamiento auditivo en el cerebro y ofrecen nuevas vías para la exploración terapéutica», afirmó el Dr. Dijo Xiaolong Jiang. Neurociencia de Baylor y autor principal del estudio.
Los investigadores utilizaron un enfoque multifacético para comprender los tipos de células. La secuenciación de ARN de un solo núcleo permitió definir poblaciones neuronales a nivel molecular, y patch-seq permitió la correlación de datos moleculares con características fenotípicas de las células.
Esto ayudó a crear un atlas celular y molecular completo del núcleo coclear y reveló el diseño molecular de las especializaciones celulares necesarias para el procesamiento sensorial.
«El uso de estas técnicas nos ayudó a crear las herramientas que otros científicos necesitan para apuntar a estas neuronas específicas, lo que ayudará a descubrir más funciones novedosas de estas células y subtipos dentro de este proceso específico», añadió Jiang.
Esto tiene implicaciones más amplias, dicen los investigadores: se podrían aplicar técnicas similares a otras vías sensoriales, ofreciendo nuevas formas de comprender cómo el cerebro procesa la información sensorial.
Los hallazgos de este estudio también se pueden utilizar para desarrollar intervenciones terapéuticas y tratamientos específicos para los trastornos auditivos, como los pacientes con función alterada del nervio auditivo, para quienes los implantes cocleares no son una opción.
«Si podemos entender de qué es responsable cada tipo de célula y con la identificación de nuevos subconjuntos de células, los médicos podrían desarrollar tratamientos dirigidos a células específicas con mayor precisión», dijo McGinley.
«Estos hallazgos, gracias al trabajo de nuestro equipo colaborativo, representan un importante paso adelante en el campo de la investigación de la audición y nos acercan a un tratamiento más personalizado para cada paciente».
Otros que contribuyeron al estudio incluyen: Junzhan Jing, Ming Hu, Tenjin Ngodup, Qianqian Ma, Shu-Ming Natalie Lou, Cecilia Ljungberg y Lawrence O. Trussell. Todos pertenecen al Instituto de Investigación Neurológica John y Dan Duncan de la Facultad de Medicina de Baylor, el Hospital Infantil de Texas y/o la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón.
Acerca de esta noticia de investigación en neurociencia auditiva
Autor: Graciela Gutiérrez
Fuente: Facultad de Medicina de Baylor
Contacto: Graciela Gutiérrez – Facultad de Medicina de Baylor
Imagen: Imagen acreditada a Neuroscience News.
Investigación Básica: Acceso abierto.
«Lógica molecular para especializaciones celulares de inicio de vías de procesamiento auditivo paralelo» por Matthew McGinley et al. Comunicaciones de la naturaleza
Abstracto
Lógica molecular para especializaciones celulares que inician vías de procesamiento auditivo paralelo.
El complejo nuclear coclear (CN), el punto de partida de todo el procesamiento auditivo central, contiene un conjunto de tipos de células neuronales altamente especializadas para la señalización neuronal de señales acústicas. Sin embargo, se desconoce la lógica molecular que rige estas especializaciones.
Al combinar la secuenciación de ARN de un solo núcleo y el análisis de secuencia de parche, revelamos un conjunto de poblaciones de células transcripcionalmente distintas que incluyen todos los tipos observados previamente y descubrimos muchos subtipos hasta ahora desconocidos con identidad anatómica y fisiológica.
La taxonomía integral de tipos de células resultante concilia la ubicación anatómica, los criterios morfológicos, fisiológicos y moleculares, lo que permite la determinación de las bases moleculares de fenotipos celulares especializados en el CN.
Específicamente, la identidad del tipo de célula CN está codificada en una arquitectura transcripcional que organiza la expresión funcionalmente equivalente en un pequeño conjunto de familias de genes para personalizar las características biofísicas necesarias para codificar distintos aspectos de los patrones de proyección, la comunicación sináptica de entrada-salida y las señales acústicas.
Este relato de alta resolución de la heterogeneidad celular desde el nivel molecular hasta el de circuito revela la lógica molecular que impulsa las especializaciones celulares, permitiendo así la disección genética del procesamiento auditivo y los trastornos auditivos con mayor especificidad.
