Nuevas estrategias para la prevención de la pérdida auditiva neurosensorial en el ratón: ácidos grasos omega-3 y dendrogenina B

Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Bioquímica. Fecha de lectura: 1-09-2017Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 01-09-2067La hipoacusia neurosensorial es una de las principales causas de discapacidad a nivel mundial. Su etiología es multifactorial e incluye factores genéticos y ambientales, destacando la exposición a ruido y el envejecimiento. A pesar de sus graves consecuencias a nivel médico, laboral y social, no se dispone de ningún tratamiento eficaz, por lo que la investigación en nuevas terapias es esencial. Las alteraciones del ciclo de la metionina en la cóclea dan lugar a estrés oxidativo e hipoacusia en el hombre y en el ratón, por lo que este ciclo podría constituir una potencial diana terapéutica. Diversos estudios epidemiológicos evidencian que la nutrición es clave en la prevención de la pérdida auditiva y que los ácidos grasos omega-3 tienen efectos beneficiosos sobre la inflamación y el estrés oxidativo. Por otro lado, la intervención con pequeñas moléculas como las dendrogeninas, que han mostrado actividad neuroprotectora in vitro, supone un nuevo enfoque farmacológico en el tratamiento de la hipoacusia. En este trabajo se ha empleado un modelo experimental de ratón para i) caracterizar los cambios que se producen en el ciclo de la metionina en la cóclea con la edad y con la exposición al ruido, ii) evaluar el efecto de los ácidos grasos omega-3 en el tratamiento de la hipoacusia asociada a la edad y, iii) estudiar el efecto de la dendrogenina AF243 en el tratamiento de la hipoacusia inducida por ruido. Los resultados obtenidos sugieren que: i) la expresión coclear de los genes Bhmt, Bhmt2 y Cbs aumenta con la edad, mientras que la de Mtr, Mat2a, Mat2b y Ahcy, disminuye. La exposición al ruido provoca un aumento de los umbrales de ABR asociado a un descenso en la expresión de Bhmt, Bhmt2 y un aumento en la proteína BHMT2, y en la expresión de las citoquinas Il1b e Il6. ii) La suplementación de la dieta con ácidos grasos omega-3 reduce significativamente el incremento de umbrales auditivos con la edad y el aumento de la expresión de citoquinas proinflamatorias en la cóclea. También modula la expresión de los genes del ciclo de la metionina, especialmente Bhmt y Cbs. iii) La administración en oído medio de una dosis única de AF243 protege de forma limitada de la hipoacusia inducida por ruido. Sin embargo, el tratamiento sistémico mantenido mejora ostensiblemente los umbrales auditivos y reduce la expresión de marcadores pro-inflamatorios y de daño celular. Como conclusión, el ciclo de la metionina en la cóclea se modula por la edad y tras el ruido en el ratón, por lo que constituye una posible diana terapéutica. En un modelo de ratón, la suplementación con ácidos grasos omega-3 y la dendrogenina AF243 han demostrado un efecto protector frente al desarrollo de la hipoacusia asociada a la edad e inducida por ruido, respectivamente.Sensorineural hearing loss is one of the main causes of impairment worldwide. It presents a multifactorial etiology that includes genetic and environmental factors. In spite of their critical consequences at medical, occupational and social level, effective treatments are not available; consequently, research in new therapies is essential. Disturbances of the methionine cycle in the cochlea give rise to oxidative stress and hypoacusis, in man and mouse, and therefore, this cycle represents a potential therapeutic target. Several epidemiological studies evidence that nutrition is essential in hearing loss prevention and that ingestion of omega-3 fatty acids have benefits in inflammation and oxidative stress. Otherwise, an intervention with small molecules like dendrogenins, which have shown in vitro neuroprotective activity, provides a novel pharmaceutical approach to treat hearing loss. In this study, a mouse model has been used to i) characterize changes in the cochlear methionine cycle with ageing and after noise exposure, ii) to evaluate the effect of omega-3 fatty acids supplementation in the treatment of age-related hearing loss, iii) to study the effect of dendrogenin AF243 in the treatment of noise induced hearing loss. The results from this study suggest that: i) cochlear expression of Bhmt, Bhmt2 and Cbs increases with age, however Mtr, Mat2a, Mat2b and Ahcy expression decreases. Furthermore, noise exposure provokes an increase in ABR hearing thresholds associated with Bhmt and Bhmt2 decrease expression and an increase in BHMT2 protein and expression of pro-inflammatory cytokines Il1b and Il6. ii) omega-3 supplementation significantly reduces the increase in hearing thresholds associated with ageing together with the cochlear expression of pro-inflammatory cytokines in the cochlea. Moreover, omega-3 supplementation modulates methionine cycle genes expression, particularly Bhmt and Cbs. iii) Noise induced hearing loss is partially protected by a single topical administration of AF243. However, systemic sustained treatment of AF243 before and after noise exposure obviously improves hearing thresholds and expression of pro-inflammatory and cellular damage markers. In conclusion, cochlear methionine cycle is modulated by age and before noise exposure in mice, and therefore suggests a potential therapeutic target. In a mouse model, omega-3 fatty acid supplementation and AF243 dendrogenin have demonstrated a protective role against the development of age-related and noise induced hearing loss, respectively.Esta Tesis Doctoral ha sido realizada gracias a un contrato del proyecto de la Unión Europea FP7-309400 AFHELO