Em 2015, Andre Hoelz, professor de Química e Bioquímica da cátedra Mary e Charles Ferkel e pesquisador do Instituto Médico Howard Hughes, descobriu que tinha um tumor cerebral raro que estava pressionando seu nervo acústico. O químico, que normalmente se concentra em desvendar a estrutura de conjuntos de proteínas em laboratório, decidiu aprender tudo o que pudesse sobre o funcionamento do sistema auditivo.

Por fim, ele se uniu ao seu cirurgião, Rick Friedman , que também é pesquisador científico e vice-presidente da UC San Diego, especializado em distúrbios do ouvido. Os dois se dedicaram à busca por métodos de proteção do ouvido interno contra a perda auditiva. Agora, Hoelz e Friedman receberam uma bolsa para ampliar sua agenda experimental.

O ouvido interno é um veículo notável, mas um tanto frágil, para transportar o som do ouvido externo para o cérebro. Ele faz isso por meio de pequenos feixes de células ciliadas que respondem às ondas sonoras recebidas, liberando neurotransmissores que enviam informações sonoras ao cérebro através do nervo acústico. Essas células ciliadas do ouvido interno são cruciais para a nossa audição. Infelizmente, porém, elas não podem ser regeneradas. Uma vez perdidas, elas desaparecem para sempre, e a audição que elas proporcionavam desaparece com elas.

"Existem algumas células em nosso corpo que são tão especializadas que não podem ser substituídas", explica Hoelz. "As células que nos fazem ouvir, juntamente com outras células sensoriais, se enquadram nessa categoria. Temos 37 trilhões de células em nosso corpo, e apenas 16.000 delas estão envolvidas na audição. Quando essas células morrem, nossa audição desaparece. E quando se trata das células ciliadas do ouvido interno, a questão não é se elas vão morrer, mas sim quando."

As células ciliadas da orelha interna (CCI) perecem por diversos motivos, incluindo infecções virais, exposição a ruído excessivo e processos normais de envelhecimento. Uma causa de perda auditiva particularmente devastadora está associada à quimioterapia com cisplatina, um regime robusto e desgastante de tratamento contra o câncer usado para tratar cânceres de início na idade adulta (testicular, de cabeça e pescoço, de ovário, cervical, endometrial e de pulmão, por exemplo) e cânceres pediátricos (como neuroblastoma, osteossarcoma, meduloblastoma, retinoblastoma e tumor de Wilms).

"Não existem soluções ideais para essa toxicidade", acrescenta Friedman.

A perda auditiva é particularmente prejudicial para crianças que ainda estão na fase inicial do desenvolvimento da fala e da comunicação. Cerca de 2.000 crianças são expostas à cisplatina a cada ano nos Estados Unidos. O único tratamento atualmente disponível, aprovado pela Food and Drug Administration (FDA), para evitar a perda auditiva em pacientes tratados com cisplatina, tem uma séria desvantagem: ele inativa a cisplatina, enfraquecendo assim a eficácia da quimioterapia. "Este medicamento é basicamente um antídoto para a cisplatina", diz Hoelz.

A terapia com cisplatina salva vidas que, de outra forma, seriam perdidas para o câncer. Se a escolha se resume a perder a audição ou morrer, geralmente há pouca discussão.

O próprio Hoelz enfrentou um dilema semelhante em 2015, quando sofreu de vertigem severa e perda temporária da audição. Os médicos descobriram que um tumor cerebral muito raro estava pressionando seu nervo acústico, afetando seu equilíbrio e sua audição. Como os sintomas de Hoelz eram intermitentes, ele e seus médicos optaram por monitorar o tumor regularmente por meio de ressonância magnética e testar sua audição periodicamente. Durante esse período, Hoelz começou a consultar o Dr. Friedman. "Eu tinha uma forte sensação de que, eventualmente, precisaria de uma cirurgia, e que Rick era a pessoa certa para isso", lembra Hoelz. "Mas Rick me disse que eu não era o melhor candidato para a preservação da orelha, então hesitei. Pensei: 'Posso não ter sorte, mas se não tiver, pelo menos posso manter minha audição por um tempo.'"

Enquanto Friedman monitorava o tumor de Hoelz, os dois homens começaram a conversar sobre ciência. "Foi estranho", diz Hoelz. "Eu estava em dúvida se deveria ou não fazer a cirurgia, mas, paralelamente, fiquei fascinado pelos dados de Rick sobre complexos proteicos envolvidos na audição e comecei a pensar em como o trabalho que eu fazia em meu laboratório poderia lançar luz sobre esses processos."

Quando os sintomas de Hoelz pioraram acentuadamente, ele optou pela cirurgia e perdeu a audição no ouvido esquerdo. Mas, ao mesmo tempo, iniciou uma colaboração com Friedman que já demonstrou resultados promissores.

De sua parte, Friedman diz: "Conhecer e colaborar com Andre foi a melhor coisa que aconteceu na minha carreira científica".

Nos últimos cinco anos, Hoelz, Friedman e outros cientistas da área identificaram um gene que torna as pessoas mais suscetíveis à perda auditiva — seja por ruído, cisplatina ou idade — e começaram a explorar maneiras de fortalecer as células ciliadas do ouvido interno para proteger a audição.

Hoelz e Friedman identificaram pela primeira vez um gene, Prkag2, que codifica parte do complexo AMPK (proteína quinase ativada por monofosfato de adenosina 5'). A AMPK é uma enzima que atua em todo o corpo, do fígado ao cérebro e ao músculo esquelético, regulando o metabolismo. As CCIs são altamente ativas metabolicamente. As sinapses que conectam as CCIs ao nervo auditivo dependem da AMPK para fornecer neurotransmissores — neste caso, glutamato — quando estimuladas pelo som. Sem essas entregas do complexo AMPK, as CCIs não conseguem comunicar informações auditivas ao cérebro.

Hoelz e Friedman demonstraram que podem, de fato, proteger as células auditivas intracranianas (IHQs) e a audição que delas depende, se um fármaco ativador da AMPK for administrado adequadamente antes do tratamento com cisplatina. Com uma bolsa da Curebound , uma organização filantrópica sediada em San Diego que financia pesquisas sobre o câncer, eles estão agora aprendendo a dosagem e o momento corretos necessários para proteger a audição de pacientes com câncer tratados com cisplatina. A eficácia está sendo avaliada em modelos murinos. Uma vez desenvolvida a terapia ideal, ela será testada em cobaias, cujo sistema auditivo é mais semelhante ao nosso, e, finalmente, em humanos.

As possibilidades para esta terapia não param por aí. "Esperamos que, a longo prazo, esta seja uma espécie de vitamina auricular que possa funcionar para todos. O tratamento tornaria os IHCs mais resistentes e menos suscetíveis a todos os tipos de danos, não apenas os causados pela cisplatina. Assim como é possível colocar uma faceta nos dentes para protegê-los de cáries, esta terapia poderia aumentar a longevidade dos IHCs, permitindo-lhes potencialmente sobreviver por toda a vida das pessoas", diz Hoelz.

"Embora os mamíferos não consigam regenerar células ciliadas intersticiais, alguns peixes e aves conseguem", explica Hoelz. "De alguma forma, à medida que evoluímos, perdemos essa capacidade. Os cientistas estão estudando qual programa de desenvolvimento pode tornar possível aos humanos regenerar células ciliadas intersticiais", acrescenta. "Mas, enquanto isso, seria maravilhoso se pudéssemos desenvolver uma terapia para protegê-las. Trabalhar com Rick tem sido um mergulho emocionante no mundo da biologia das células ciliadas, abrindo novas portas científicas e despertando uma profunda esperança pessoal de que esta pesquisa possa um dia ajudar a preservar a audição — incluindo a minha."