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Einleitung: In der letzten Dekade wurde das Potenzial otischer Vorläuferzellen für die Regeneration des Hörnervs als vielversprechender Ansatz für die Behandlung der cochleären Neuropathie – dem Verlust von Spiralganglienneuronen (SGN) in der Cochlea – entdeckt. Da die Hörleistung nach Cochlea-Implantation mit der Anzahl gesunder SGN in der Cochlea korreliert, könnte die Regeneration von SGN dieser Patientengruppe eine bessere Hörrehabilitation mit CI ermöglichen. In der aktuellen Studie verwenden wir ein Nagetiermodel für Ouabain-induzierte cochleäre Neuropathie und transplantierten optogenetisch modifizierte otisch-neuronale Vorläuferzellen (ONV) aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSC) als Grundlage für eine Regeneration des Hörnervs.

Methoden: Aus humanen iPSC wurden durch eine stufenweise Differenzierung, ähnlich der in-vivo Entwicklung, otisch-neuronale Stammzellorganoide (oBENO) generiert. Für eine optogenetische Stimulation wurde mittels CRISPR/Cas9-Technologie das rotlicht-aktivierte Opsin f-Chrimson mit einem EYFP-Tag integriert. Mongolische Wüstenrennmäuse wurden durch Applikation von Ouabain auf das runde Fenster (RF) einseitig ertaubt. Nach einer Regenerationszeit von 8–12 Wochen, in der die intracochleäre Inflammation abklingt, erfolgte die Transplantation von ONV mittels intramodiolärer Injektion in die Cochlea. Es wurden akustische (aABR) und optische Messungen der Hirnstammantwort (oABR) durchgeführt. Für 5 Wochen nach der Zelltransplantation wurden Ansätze zur Immunsuppression getestet: (1) Applikation eines Schwamms mit Dexamethason (4 mg/0,5 ml) und Cyclosporin A (5 mg/0,1 ml) am RF; (2) 2x wöchentliche subkutane Dexamethason-Injektionen (40 mg/kg); (3) tägliche subkutane Cyclosporin-A-Injektionen (15 mg/kg); (4) Kombination aus 2x wöchentlichen subkutanen Dexamethason-Injektionen (40 mg/kg) und täglichen Cyclosporin-A-Injektionen (10 mg/kg).

Ergebnisse: Die Applikation von Ouabain erhöhte signifikant die Schwellenwerte der aABR und reduzierte die Anzahl der cochleären SGN im Vergleich zur Kontrolle. Bei 3 von 28 Tieren konnten wir erfolgreich EYFP-positive ONV im cochleären Modiolus nachweisen und eine SGN-ähnliche bipolare Morphologie sowie eine positive Parvalbumin-Färbung zeigen. Regime (1) und (3) führten nicht zu einer Transplantation von ONV (n = 8); Regime (2) zeigte intramodioläre EYFP-positive ONV bei 2 Tieren (n = 8). Regime (4) führte zu 1 positivem Tier. Wir führen letzteren Erfolg auf die Anwendung von Dexamethason zurück. Die oABR der transplantierten Tiere blieb negativ.

Diskussion: Die Ouabainapplikation sowie der anschließende SGN-Verlust führen zu einer Immunreaktion und Vernarbung im Bereich des cochleären Modiolus, was die Zelltransplantation erschwert. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass eine systemische Immunsuppression für eine erfolgreiche Transplantation von ONV erforderlich ist. In künftigen Experimenten soll das Einwachsen der transplantierten Zellen in den cochleären Nucleus induziert werden.