Cómo se perciben los sonidos: científicos argentinos describen mecanismos claves en la audición

Las células ciliadas (también conocidas como fonorreceptores) son las células del oído encargadas de transducir vibraciones sonoras en señales eléctricas que luego son reconocidas por el cerebro. Alojadas en la cóclea – una estructura del oído interno con forma de caracol– estas células cumplen una función central en un sistema auditivo ya desarrollado.

Y ahora, investigadores del Conicet descubrieron patrones de regulación de las células sensoriales del oído en una etapa previa a la posibilidad de percibir sonido.

En el proceso de desarrollo de la vía auditiva –que en humanos acontece intrauterinamente, pero que en roedores se prolonga durante las dos semanas siguientes al nacimiento– las células ciliadas, en lugar de responder a estímulos externos, generan una actividad eléctrica intrínseca que cesa cuando el individuo es capaz de oír. Este patrón de actividad eléctrica temprana resulta clave para el desarrollo del oído maduro.

Un equipo de investigadores del CONICET en el Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Héctor N. Torres" (INGEBI, CONICET) estudia los mecanismos de regulación de esta actividad temprana del oído, que en caso de fallar puede provocar déficits en la vía auditiva del individuo maduro. En un artículo publicado recientemente en la revista PNAS, aportan valiosa información para comprender mejor el funcionamiento de la célula ciliada durante la etapa previa a la posibilidad de percibir sonidos exteriores.

Señales eléctricas

"En las células ciliadas de la cóclea –durante la etapa desarrollo–encontramos dos señales eléctricas mediadas por el calcio, que son antagónicas entre sí. Una que tiene un carácter positivo o excitatorio, que se genera en la célula y se transmite al sistema nervioso central, y otra de tipo negativo o inhibitorio que va desde el sistema nervioso central a la célula. Ambas sinapsis son claves para el correcto desarrollo del sistema auditivo", indica Marcelo Moglie, becario doctoral del CONICET en el INGEBI y primer autor del artículo.

La vía excitatoria también está presente una vez que el oído se encuentra desarrollado, con la diferencia de que en lugar de tener una actividad intrínseca, responde a estímulos externos (vibraciones sonoras).

"El problema es que en este primer período tenemos dos señales de calcio que ocurren dentro una célula muy pequeña. Esto plantea la pregunta sobre cómo puede la célula ciliada distinguir en ese espacio reducido si el calcio que circula en su interior proviene de una señal inhibitoria o una excitatoria. El eje de este nuevo trabajo es entender cómo esas señales pueden operar de forma separada dentro de la célula y cumplir su función específica", explica Juan Goutman, investigador adjunto del Consejo en el INGEBI y autor correspondiente del trabajo.

Lo que lograron revelar los autores es cómo ambas señales son compartimentalizadas por la célula para evitar que se crucen las sinapsis. "Mediante el microscopio electrónico descubrimos que hay barreras físicas –cisternas citoplasmáticas– y con imágenes funcionales de calcio y técnicas electrofisiológicas caracterizamos mecanismos celulares –proteínas que captan el calcio y no permiten que se difunda libremente– que impiden que puedan activarse de forma cruzada las señales antagónicas", afirma Goutman.

La pregunta que se proponen responder ahora los investigadores es qué sucede si se producen fallas en el aislamiento de la señales de calcio. "Tenemos ratones genéticamente modificados en los cuales esa compartimentalización está alterada y estamos empezando a estudiar cuáles son las consecuencias en el desarrollo de la vía auditiva cuando esto pasa", comenta al respecto Ana Belén Elgoyhen, investigadora superior del CONICET en el INGEBI y también autora del trabajo.

Una parte de los experimentos necesarios fue realizada durante la estancia de Moglie en Baltimore, Estados Unidos, a donde pudo viajar gracias a la obtención de una beca del programa Bec.Ar del Ministerio de Educación de la Nación.

Con información del CONICET

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