Stem-cell therapy for hearing loss: are we there yet?

Abstract

Introduction: Mammalian hair cells and auditory neurons do not show regenerative capacity. Hence, damage to these cell types is permanent and leads to hearing loss. However, there is no treatment that re-establishes auditory function. Regenerative therapies using stem cells represent a promising alternative. Objective: This article aims to review the current literature about the main types of stem cells with potential for application in cell therapy for sensorineural hearing loss, the most relevant experiments already performed in animals, as well as the advances that have been recently made in the field. Methods: Research included the databases PubMed/MEDLINE, Web of Science, Science Direct and SciELO, as well as gray literature. Search strategy included the following main terms: “stem cells”, “hair cells” and “auditory neurons”. Additionally, the main terms were combined with the following secondary terms: “mesenchymal”, “iPS”, “inner ear”, “auditory”. The research was conducted independently by three researchers. Results: Differentiation of stem cells into hair cells and auditory neurons has a high success rate, reaching up to 82% for the first and 100% for the latter. Remarkably, these differentiated cells are able to interact with hair cells and auditory neurons of cochlear explants through formation of new synapses. When transplanted into the cochlea of animals with hearing loss, auditory restoration has been documented to date only in deafferented animals. Conclusion: Advances have been more prominent in cases of auditory neuropathy, since partial improvement of auditory nerve conditions through cell-based therapy may increase the number of patients who can successfully receive cochlear implants. Resumo: Introdução: Nos mamíferos, as células ciliadas e os neurônios auditivos não apresentam capacidade regenerativa. Assim, os danos a esses tipos celulares são permanentes e levam à perda auditiva. Contudo, como não há tratamento que restabeleça a função auditiva, as terapias regenerativas utilizando células-tronco representam uma alternativa promissora. Objetivo: Este artigo tem como objetivo revisar a literatura atual sobre os principais tipos de células-tronco com potencial para aplicação em terapia celular para perda auditiva sensorioneural, os experimentos mais relevantes já realizados em animais, bem como os avanços obtidos recentemente nessa área. Método: As pesquisas incluíram as bases de dados PubMed/MEDLINE, Web of Science, Science Direct e SciELO, além da literatura cinza. A estratégia de busca incluiu os seguintes termos principais: “stem cells”, “hair cells” e “auditory neurons”. Além disso, os termos principais foram combinados com os seguintes termos secundários: “mesenchymal”, “iPS”, “inner ear” e “auditory”. A pesquisa foi realizada de forma independente por três pesquisadores. Resultados: A diferenciação de células-tronco em células ciliadas e neurônios auditivos têm alta taxa de sucesso, chegando a 82% para o primeiro caso e 100% para o segundo. Notavelmente, essas células diferenciadas são capazes de interagir com células ciliadas e neurônios auditivos de explantes cocleares através da formação de novas sinapses. Quando transplantadas para a cóclea de animais com perda auditiva, a restauração da função auditiva foi observada, até o momento, apenas em animais com ablação do VIII nervo craniano. Conclusão: Os avanços têm sido mais proeminentes em casos de neuropatia auditiva. A melhora parcial das condições do nervo auditivo por meio de terapia baseada em células-tronco pode aumentar o número de pacientes candidatos a receber implantes cocleares com sucesso. Keywords: Cellular therapy, Stem cells, Hair cells, Auditory neurons, Palavras-chave: Terapia celular, Células-tronco, Células ciliadas, Neurônios auditivos