Des cellules rares de l'oreille interne suggèrent des traitements auditifs régénératifs

Les chercheurs de l'Université Rice ont développé une nouvelle approche utilisant le traitement du signal graphique (GSP) pour modéliser le réseau complexe de la cochlée, offrant des informations sur la façon dont elle pourrait filtrer naturellement les informations auditives.

Les méthodes traditionnelles d'analyse de la cochlée s'appuyaient sur des techniques classiques de traitement des signaux, qui traitaient l'organe comme une grille uniforme de points. Ces méthodes, bien qu'utiles, n'ont pas réussi à capturer l'architecture complexe et non uniforme de la cochlée. En revanche, l'équipe de Rice a utilisé le traitement des signaux graphiques, une technique développée à l'origine pour analyser les données sur les structures irrégulières, pour créer une représentation plus précise de la forme spirale naturelle de la cochlée.

Ce changement de méthodologie a été inspiré par une conversation entre Santiago Segarra, un chercheur à l'Université Rice, et Robert Raphael, un bio-ingénieur de la même institution. Au cours d'une séance de brainstorming, Segarra a présenté à Raphael les principes du GSP, suscitant une idée qui a profondément résonné avec Raphael. Il a noté que la structure de la cochlée semblait s'aligner parfaitement sur le concept d'un graphe, une construction mathématique composée de nœuds et de bords. Cette réalisation a conduit au développement d'une simulation qui a cartographié les réponses de milliers de cellules ciliées cochléaires sur une reconstruction en trois dimensions de la cochlée humaine.

Melia Bonomo, une ancienne chercheuse postdoctorale dans le laboratoire de Raphaël, a joué un rôle central dans la mise en œuvre de ce modèle théorique. Elle a utilisé des méthodes de calcul avancées pour simuler le comportement de ces cellules ciliées dans le cadre graphique. Son travail a démontré que la cochlée fonctionne comme une sorte de réseau en forme de maillage, où différentes régions - appelées modules - travaillent ensemble pour traiter le son. Cette approche en réseau permet un filtrage plus efficace des signaux auditifs, expliquant potentiellement comment la cochlée distingue les sons significatifs du bruit de fond.

Les implications de cette découverte vont au-delà de la science fondamentale. Le modèle GSP Cochlea permet aux chercheurs de visualiser et d'analyser l'ensemble du processus de perception du son de manière holistique. En intégrant les données de plusieurs stimuli auditifs dans une seule représentation visuelle, le modèle offre un outil puissant pour étudier comment l'oreille humaine interprète le son. Cela pourrait finalement conduire au développement d'aides auditives plus sophistiquées ou même d'implants cochléaires artificiels qui imitent les capacités de traitement naturelles de l'oreille interne.

Pendant ce temps, une autre étude révolutionnaire de l'Université de Tel Aviv a offert une lueur d'espoir aux personnes souffrant d'une perte auditive irréversible. Publiée dans *Science Advances*, la recherche identifie un type rare de cellule de soutien dans la cochlée qui possède le potentiel de se régénérer en cellules ciliées fonctionnelles. Cette découverte remet en question la croyance de longue date selon laquelle les cochlées des mammifères n'ont pas la capacité de s'auto-réparer.

L'étude, dirigée par le professeur Karen Avraham et ses collègues, a utilisé des techniques de pointe telles que l'imagerie des tissus vivants et l'analyse multi-omique monocellulaire pour examiner le comportement des cellules de soutien. Ils ont découvert que lorsque la voie de signalisation Notch - un régulateur essentiel de la communication cellulaire - était inhibée, un petit sous-ensemble de ces cellules présentait des propriétés régénératrices.

Selon l'équipe de recherche, une exploration plus approfondie des mécanismes moléculaires et génétiques sous-jacents à ce phénomène pourrait un jour permettre le développement de thérapies qui stimulent la régénération généralisée de l'oreille interne.

Comme le soulignent les deux études, la cochlée est beaucoup plus complexe qu'on ne le pensait auparavant. Que ce soit grâce à une modélisation informatique avancée ou à la découverte de types de cellules régénératrices, ces résultats soulignent l'importance de la poursuite des recherches sur le fonctionnement interne du système auditif.