Потеря слуха, вызванная шумом (NIHL), может возникнуть в результате однократного воздействия интенсивного звука, такого как выстрел или взрыв, или постоянного воздействия громких звуков в течение длительного периода времени, например, в шумной рабочей среде. С ростом индустриализации и урбанизации общества NIHL стала распространенной проблемой, затрагивающей людей всех возрастов.
Современные методы лечения включают слуховые аппараты и кохлеарные имплантаты, но их эффективность зависит от количества и функциональности выживших волосковых клеток внутреннего уха, распознающих звук. Они не смогут компенсировать нанесенный ущерб. Однако группа китайских исследователей разработала новый метод лечения, который сочетает в себе принципы традиционной медицины и наше современное понимание микробиома кишечника и позволяет предотвратить и восстановить потерю слуха.
Как звуковые волны преобразуются в звукDepositphotos
В здоровых ушах звуковые волны достигают внутреннего уха и улитки, имеющей форму улитки. Волосковые клетки улитки улавливают звуковые волны и начинают двигаться вверх и вниз, заставляя микроскопические выступы наверху клеток ударяться о вышележащую структуру и изгибаться. Изгиб заставляет каналы открываться, в результате чего химические вещества проникают в клетки и создают электрические сигналы, которые проходят по слуховому нерву в мозг, где они регистрируются как звук.
В большинстве случаев NIHL чрезмерное воздействие шума вызывает воспаление и накопление повреждающих активных форм кислорода (АФК) в волосковых клетках, что в конечном итоге приводит к их гибели.
На протяжении столетий магнетит и гематит использовались в традиционной китайской медицине для лечения неврологических заболеваний, включая потерю слуха. Считается, что магнетит обладает противовоспалительными свойствами и улучшает кровообращение, а также другими полезными для здоровья свойствами. Говорят, что гематит улучшает кровообращение, физическое и эмоциональное благополучие. Оба являются магнитными, и исследователи воссоздали это свойство в своем лечении.
Они разработали суперпарамагнитную сборку наночастиц оксида железа (SPIOCA); по сути, это структурированная совокупность наночастиц оксида железа, обладающих магнитными свойствами. SPIOCA был покрыт карбоксиметилцеллюлозой (КМЦ), одобренной FDA, водорастворимым производным целлюлозы, чтобы его можно было принимать перорально. SPIOCA также реагировала на уровень pH, то есть могла выдерживать суровые кислые условия желудка, не разрушаясь.
Исследователи проверили эффективность SPIOCA против NIHL на мышах, вводя им перорально железо, а затем подвергая их воздействию белого шума (110 дБ) в течение двух часов. Предварительное введение мышам SPIOCA перед воздействием шума способствовало выживанию волосковых клеток.
Они также обнаружили, что SPIOCA в основном распределяется в кишечнике. Присмотревшись, они заметили, что, хотя воздействие шума значительно отрицательно меняло состав кишечного микробиома, SPIOCA его корректировала. Увеличение количества «плохих» бактерий, вызванное воздействием шума, которое связано с воспалением и инфекцией, «замечательно» уменьшилось в результате лечения.
«В совокупности эти результаты позволяют предположить, что преимущества SPIOCA можно объяснить модуляцией микробиома кишечника», — заявили исследователи.
Это исследование подчеркнуло связь между микробиомом кишечника и ухом.
Предыдущие исследования продемонстрировали связь между кишечником и мозгом и то, как циркулирующие провоспалительные факторы, возникающие в результате несбалансированного микробиома, нарушают защитный гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) и могут привести к воспалению мозга. Гемато-лабиринтный барьер (ГЛБ) во внутреннем ухе аналогичным образом защищает улитку от воспалительных факторов. Исследователи обнаружили, что SPIOCA ингибирует эти воспалительные факторы, связанные с кишечником, и, как следствие, защищает от повреждений, вызванных воспалением улитки.
Одним из видов полезных кишечных бактерий, которые SPIOCA увеличивает, был Bacteroides. Эти бактерии производят класс липидов, называемых сфинголипидами, которые играют решающую роль в структуре и функционировании клеток. Исследователи обнаружили, что воздействие шума подавляет экспрессию определенного рецептора сфинголипида в волосковых клетках улитки, S1PR2, который защищает от потери слуха. Лечение SPIOCA, однако, обратило вспять это подавление экспрессии.
«Это исследование демонстрирует новый механизм, посредством которого микробиота кишечника влияет на воспаление улитки, что дает ценную информацию в области защиты слуха», — заключили исследователи. «Кроме того, впервые выявлено положительное восстановительное воздействие наноматериалов оксида железа на дисбиотическую микробиоту кишечника. Нацеливаясь на модуляцию микробиоты кишечника, SPIOCA может стать эффективным нанопрепаратом для лечения NIHL».
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять механизмы, с помощью которых SPIOCA оказывает свое воздействие на микробиом кишечника.
Исследование было опубликовано в журнале National Science Review.
