Команда биоинженеров из университета Нового Южного Уэльса в Сиднее, Австралия, работающая под руководством аспиранта Джереми Пиньона (Jeremy Pinyon), совместила технологии генной инженерии и бионики, чтобы восстановить слух подопытным морским свинкам. Известно, что звук проходит от своего источника через уши прямо к мозгу, при этом путь волн лежит через цепочку биологических "переключателей", которые преобразуют колебания воздуха в нервные импульсы. Потеря слуха, как правило, происходит из-за того, что важнейшие связи ближе к концу этой цепочки (между клетками улитки уха и слуховым нервом) разрушаются.
Кохлеарные имплантаты предназначены для восстановления этого недостающего звена у людей с глубокой глухотой путём имплантации массива крошечных электродов, которые стимулируют слуховой нерв.

Проблема этой технологии заключается в том, что имплантаты позволяют слышать отдельные звуки в спокойной обстановке, но разобрать слова собеседника в шумном помещении уже не так просто. Вследствие длительной потери слуха концы слуховых нервных пучков часто изнашиваются и засыхают. Поэтому массив электродов, имплантированный в улитку, должен подавать мощный сигнал, чтобы попытаться установить соединение, а не стимулировать точечные нейроны, соответствующие определенным частотам. В результате последнего описанного процесса возникает эффект "звукового размытия", из-за которого острота слуха утрачивается.
Чтобы попытаться восстановить слуховые нервные окончания и заставить кохлеарные имплантаты посылать четкие сигналы в мозг, исследователи обратились к генной терапии. Их метод основан на использовании электрических импульсов, отправляемых кохлеарными имплантатами в мозг, а не вирусов, часто используемых в генной инженерии для "перепрограммирования" клеток.
Пиньон и его коллеги доставили в клетки внутреннего уха глухих морских свинок ген BDNF, нейротрофический фактор мозга, кодирующий нейротрофин — белок, который стимулирует рост нервов. Для этого они внедрили в улитку раствор, содержащий ДНК. Затем они послали несколько 20-вольтных импульсов через массив электродов кохлеарного имплантата. В результате генетический материал вошёл в клетки через образовавшиеся поры, а сами клетки впоследствии начали производить нейротрофин. Слуховой нерв стал восстанавливаться.

Чтобы проследить за внедрением в клетки ДНК-заплаток, учёные также внедрили с их помощью гены зелёного флуоресцентного белка. Последующее свечение клеток показало биологам, что нужные гены вошли в состав клеток улитки морских свинок.
Исследователи позднее обнаружили, что подопытные животные смогли при помощи своих имплантатов различать звуки более чётко, чем животные из контрольной группы, которым ген BDNF не вводился. Тем не менее, Пиньон отмечает, что свинок не сравнивали с собратьями, обладающими нормальным слухом.
Коллеги австралийских биоинженеров, которые не принимали участия в данном исследовании, отмечают, что восприятие звуков является столь сложным и индивидуальным процессом, что кохлеарные имплантаты никогда не смогут подарить пациентам настоящий слух, как у здоровых людей. Но, по мнению учёных, сама технология доставки генов прямо в конкретные зоны улитки является большим скачком вперёд, и может быть использована в будущем в медицине. Клинические испытания на добровольцах могут начаться уже через два года.

ссылка на источник