Entwicklung neuartiger Strategien zum Schutz des Restgehörs bei EAS-versorgten Patienten: In vitro-Untersuchungen zum Einfluss der elektrischen Stimulation in Kombination mit oto- und neuroprotektiven Substanzen auf das Corti Organ

• Antragstellerin: Professorin Dr. Athanasia Warnecke
• Fachliche Zuordnung: Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Phoniatrie und Audiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 280173577

Um das Resthörvermögen von Patienten mit hochgradiger Schwerhörigkeit begrenzt auf den hochfrequenten Bereich zu erhalten, wurde die elektroakustische Stimulation (EAS) entwickelt. Mögliche Schädigungen indes, die dem Innenohr und somit dem Resthörvermögen durch elektrische Stimulation zugeführt werden können, sind bislang nicht hinreichend untersucht worden. Dies ist insbesondere bei der EAS im Übergangsbereich von elektrischer und akustischer Stimulation von Bedeutung. In eigenen Untersuchungen konnten wir nachweisen, dass bipolare Pulse, die auch zur elektrischen Stimulation genutzt werden, durchaus Haarzellen und Fasern des Hörnervens schädigen können und möglicherweise auch zu einer beginnenden Degeneration des Hörnervens führen. Im Rahmen des vorliegenden Projektes sollen daher Stimulationsparameter definiert werden, die die Schädigung physiologisch intakter Bereiche verhindern oder minimieren. Durch den Einsatz neuro- und otoprotektiver Substanzen wird zudem versucht, möglichen adversen Effekten der elektrischen Stimulation entgegen zu wirken. Die Untersuchungen erfolgen an verschiedenen in vitro Systemen von der dissoziierten Spiralganglienzellkultur bis hin zu organotypischen Kulturen, die Haarzellen, Stützzellen, afferente und efferente Neuriten sowie die Spiralganglienzellen in ihrer ursprünglichen 3-dimensionalen Struktur beinhalten. Gerade bei dem komplexen Aufbau der Cochlea können die einzelnen Zellarten unterschiedliche Reaktionen zeigen, die nur bei einer einzelzellbasierten Analyse erfasst werden können, bei einer gewebsübergreifenden Präparation aber verschwimmen. Ziel ist daher auch die spezifische Analyse von einzelnen Zellen, die erst nach Applikation der elektrischen Stimulation aus dem Zellverband isoliert werden, um das interzelluläre Zusammenspiel im Bereich der Cochlea besser zu verstehen.Der Einfluss der elektrischen Stimulation mit und ohne oto- und neuroprotektive Faktoren wird sowohl zellulär (Überlebensraten und Neuritenaussprossung), subzellulär (Aktivierung intrazellulärer Proteine bzw. Enzyme, die für Protektion oder Apoptose verantwortlich sind) sowie im Hinblick auf die Genexpression (Regulierung relevanter protektiver oder pro-apoptotischer Gene) analysiert. Ein wesentliches Augenmerk wird insbesondere auf die synaptischen Verbindungen zwischen Haarzellen und Spiralganglienzellen gerichtet, da z. B. nach Trauma eine Reduktion der Bändersynapsen an den inneren Haarzellen um 50% beschrieben sind, noch bevor es zu einem Untergang der eigentlichen Zellen kommt. Basierend auf den Ergebnissen aus dieser Projektskizze soll ein Folgeantrag für in vivo Versuche mit optimierten Stimulationsparametern sowie einer adjuvanten Pharmakotherapie generiert werden, sodass langfristig insbesondere für Patienten, die mit EAS versorgt werden, neuartige Ansätze entwickelt werden können, die das Resthörvermögen nachhaltig erhalten sollen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Andrej Kral; Professorin Dr. Birgit Mazurek; Privatdozent Dr. Gerrit Paasche; Professorin Agnieszka Szczepek, Ph.D.