Uma equipe interdisciplinar de pesquisadores da Faculdade de Medicina da Universidade Médica da Carolina do Sul (MUSC) descobriu deficiência auditiva em um modelo pré-clínico de transtorno do espectro autista (TEA). Mais especificamente, os pesquisadores relatam no Journal of Neuroscience que observaram perda auditiva leve e defeitos na função do nervo auditivo. Um exame mais detalhado do tecido nervoso revelou células de suporte anormais chamadas glia, degeneração semelhante ao envelhecimento e inflamação. As descobertas deste estudo destacam a importância de considerar os órgãos sensoriais e suas interações com o cérebro na compreensão do TEA.

Muitos pacientes com TEA apresentam maior sensibilidade ao som. Enquanto muitos cientistas no passado procuraram uma causa subjacente no cérebro, a equipe do MUSC adotou uma abordagem diferente ao estudar o sistema auditivo periférico.

"A deficiência auditiva pode ter um impacto no sistema auditivo de alto nível e, eventualmente, na função cognitiva", disse Hainan Lang, MD, Ph.D., professor do Departamento de Patologia e Medicina Laboratorial da MUSC e um dos dois autores seniores do estudo. Jeffrey Rumschlag, Ph.D., pesquisador de pós-doutorado no MUSC Hearing Research Program, é o primeiro autor do manuscrito.

Estudos anteriores sobre perda auditiva relacionada ao envelhecimento mostraram que o cérebro pode aumentar sua resposta para compensar sinais auditivos reduzidos do ouvido interno. Lang queria descobrir se esse aumento, chamado de ganho central, poderia contribuir para uma resposta cerebral anormal ao som no TEA. No entanto, um obstáculo significativo estava em seu caminho.

"Não tínhamos um modelo clinicamente relevante para testar diretamente esta importante questão fundamental", disse ela.

O modelo pré-clínico que permitiria a Lang testar sua hipótese foi desenvolvido no laboratório de Christopher Cowan, Ph.D., presidente de Neurociência na MUSC. Os ratos neste modelo têm apenas uma cópia de trabalho de um gene chamado MEF2C. O grupo de Cowan estudou o MEF2C no passado por seu papel no desenvolvimento do cérebro e descobriu que era importante para regular a formação de circuitos no cérebro. Eles ficaram especialmente interessados ??em criar um modelo pré-clínico quando um grupo de pacientes com sintomas semelhantes ao TEA foi identificado com mutações MEF2C. Os modelos de Cowan também mostram comportamentos semelhantes ao ASD, incluindo aumento da atividade, comportamento repetitivo e déficits de comunicação.

A colaboração de Lang e Cowan começou quando eles apresentaram pôsteres lado a lado em uma orientação para o Colégio de Pós-Graduação da MUSC. O laboratório de Lang identificou reguladores moleculares, incluindo MEF2C, cruciais para o desenvolvimento do ouvido interno, e ela viu o modelo de Cowan como algo que poderia usar para testar sua hipótese sobre a perda auditiva em doenças do neurodesenvolvimento. Cowan concordou entusiasticamente, e a equipe de pesquisa começou a avaliar a capacidade de ouvir dos camundongos deficientes em MEF2C.

Eles primeiro mediram a resposta do cérebro aos sinais auditivos, usando uma versão modificada de um teste que é comumente usado para rastrear recém-nascidos quanto à perda auditiva. Perda auditiva leve foi observada nos camundongos com apenas uma cópia de trabalho do MEF2C, enquanto a audição permaneceu normal naqueles com duas cópias de trabalho. Para investigar melhor essa perda, os pesquisadores mediram a atividade do nervo auditivo, que transporta sinais do ouvido interno para o cérebro. Eles encontraram atividade reduzida neste nervo em camundongos com apenas uma cópia do MEF2C.

De olho no nervo auditivo, os pesquisadores usaram microscópios avançados e técnicas de coloração para determinar o que estava acontecendo de errado. Embora a perda geral da sensibilidade auditiva tenha sido leve, os pesquisadores ficaram entusiasmados ao ver uma grande diferença na resposta do nervo auditivo. Nervos de camundongos com uma única cópia de MEF2C mostraram degeneração celular muito parecida com a observada na perda auditiva relacionada à idade. Os pesquisadores também observaram sinais de aumento da inflamação, com vasos sanguíneos rompidos e células imunológicas ativadas chamadas glia e macrófagos. Esta descoberta foi especialmente surpreendente para os pesquisadores.

"Células gliais não foram meu primeiro pensamento; pensei que fosse uma alteração neuronal", disse Lang. “Agora entendemos que a atividade do nervo auditivo também pode envolver o sistema imunológico , e essa é a bela nova direção que queremos continuar a estudar”.

Cowan também acredita que a descoberta abre caminho para uma nova área de pesquisa em neurociência.

"Temos mais apreço agora que existe uma interação importante entre o sistema imunológico do corpo e o sistema imunológico do cérebro", disse ele. “Os dois sistemas desempenham papéis críticos na formação de como as células do sistema nervoso se comunicam umas com as outras, em parte, podando conexões excessivas ou inadequadas que se formaram, e esse é um aspecto essencial do desenvolvimento e função saudáveis ??do cérebro”.

As descobertas deste estudo podem ser importantes não apenas para pacientes com deficiência de MEF2C, mas também para pessoas com TEA ou perda auditiva como um todo.

"Entender como esse gene pode estar participando do desenvolvimento do ouvido e como o desenvolvimento do ouvido interno está afetando o desenvolvimento do cérebro tem uma aplicabilidade tremenda", disse Cowan.

Em estudos futuros, os pesquisadores pretendem descobrir como exatamente o MEF2C causa as alterações que foram identificadas neste estudo. A equipe de pesquisa também espera explorar essas descobertas em pacientes com deficiência de MEF2C usando testes auditivos não invasivos.

Lang e Cowan enfatizam a importância da colaboração entre disciplinas para permitir a realização de estudos como esse.

"O poder da colaboração é tremendo para um lugar como o MUSC", disse Cowan. "Essa colaboração, para nós, foi ideal porque o Dr. Lang é um especialista em função e desenvolvimento auditivo , enquanto eu sou mais uma pessoa de genética e desenvolvimento molecular. Esses tipos de colaborações são ideais e é exatamente o que a MUSC está incentivando muito pensarmos em fazer cada vez mais."

"Em outras palavras, cada um de nós toca instrumentos diferentes para que, juntos, possamos fazer uma harmonia melhor", disse Lang.

Outros colaboradores do MUSC incluíram Jeremy Barth, Ph.D., do Departamento de Medicina Regenerativa e Biologia Celular; Kelly Harris, Ph.D., e Carolyn McClaskey, Ph.D., do Departamento de Otorrinolaringologia e Cirurgia de Cabeça e Pescoço; e Martin Romeo, Ph.D., e Silvia Vaena, Ph.D., do MUSC Hollings Cancer Center.