Døve kan få hørelsen igen
Illustreret Videnskab 1. november 2007
Mikroskopiske hår i det indre øre er nøglen til vores hørelse. Når hårene bølger frem og tilbage, omsættes bevægelsen til nervesignaler. Men ødelægges hårene, bliver man døv for altid. Nu er forskerne tæt på at kunne skrue evolutionen baglæns og stimulere cellerne til at danne nye hår – og dermed kan døve blive hørende igen.

Af Rasmus Kragh Jakobsen

Hvad? Hvad siger du? Høreproblemer er stigende i en stadig mere larmende verden, hvor vi omgives af kraftig lyd fra alt lige fra brølende fly og borende vejarbejde til rockkoncerter.
Høj musik kan være stimulerende, men desværre rammer tonerne lige ind i et evolutionært kompromis: Modsat mange andre dyr kan pattedyr ikke gendanne ørets sanseceller. Mennesker har ca. 16.000 sanseceller i hvert øre, og er de én gang væk, er man døv for evigt.
Eller det troede man i hvert fald. Nu har ny forskning vist, at de evolutionære mekanismer ligger gemt i os, og at det er muligt at få forsøgsdyr til gendanne sansecellerne. På sigt giver det håb om, at millioner af døve mennesker verden over kan få hørelsen igen.

Bølgende hår opfanger lyd
Man skulle egentlig tro, at evolutionen og den naturlige udvælgelse sørgede for, at alle levende væsner udvikler sig mod perfektion, men sådan er det langt fra. Biologien er fuld af kompromiser, og det er hørelsen et godt eksempel på. Sagens kerne er fine rækker af mikroskopiske, små børster på overfladen af ørets sanseceller, hårcellerne. De sidder i et væskefyldt, sneglehusformet rum i det indre øre. Børsterne reagerer på lyde på samme måde, som tang på havbunden vajer med bølgernes rullen. Lyd er dybest set svingninger af luftens molekyler, og når de rammer trommehinden i det ydre øre, dannes bølger inde i sneglen, som hårcellerne opfanger. Hvert øjeblik på dagen giver hårcellerne besked til hjernen, uden man tænker nærmere over det – lige indtil man ikke har dem længere. Hårcellerne og de små børster er skrøbelige,og ud over tidens slid kan de ødelæggesaf kraftig lyd, sygdom og forskellige former for medicin og kemikalier.
Nedsat hørelse er den mest udbredte sanseskade. Ifølge Verdenssundhedsorganisationen, WHO, lever op mod 300 mio. mennesker med moderat til stærkt nedsat hørelse. Størstedelen, fordi hårcellerne er ødelagte. Mange tilfælde skyldes alderdom – gennemsnit har man mistet 40 pct. af cellerne som 65-årig.

Mystisk forsøgsresultat viste vej
Egentlig troede man heller ikke, at andre dyr kunne få hørelsen tilbage, hvis hårcellerne blev ødelagt. Men de seneste årtierhar man opdaget, at flere dyr som fx fisk, hajer, padder og fugle kan gendanne hårcellerne. Faktisk ser det ud til, at pattedyr er en undtagelse blandt hvirveldyrene. Men sådan behøver det ikke at være. Den seneste forskning tyder på, at evnen ligger gemt i os, og hvis man kan vække mekanismen fra sin evolutionære slummer, vil man potentielt kunne give døve hørelsen tilbage.
Ideen opstod midt i 1980’erne i den nyansatte Edwin Rubels laboratorium ved University of Washington. Et forsøg blev ved med at give et resultat, der simpelt hen ikke kunne være rigtigt. Rubel studerede, hvordan et antibiotika kunne ødelægge hørelse ved at udsætte kyllinger for stoffet. I en måned, efter at antibiotikaet var givet, talte han antallet af døde hårceller. Men i stedet for at få flere og flere døde hårceller, fik kyllingerne færre og færre, indtil der efter tre uger slet ikke var nogle døde celler. Det stred imod alt, hvad man vidste om hørelse og neurobiologi på det tidspunkt. Rubel varierede forsøget f lere gange, indtil han indså, at resultatet vitterligt måtte være rigtigt. Han gik herefter videre og opdagede, at ikke kun kyllinger kan reparere sig selv, men sågar også voksne fugle og andre fugle end høns.
Rubel opdagede også, at de nye hårceller blev dannet fra et lager af stamceller kaldet støtteceller ved siden af hårcellerne ved at dele sig til to celler – én hårcelle og én ny støttecelle. Rubel var ikke den eneste, som havde fået det banebrydende resultat. I juni 1988 offentliggjorde de to forskere Edwin Rubel og Jeffrey Corwin fra University of Hawaii deres fund i det anerkendte videnskabstidskrift Science. I begyndelsen var der ikke mange, som troede på dem – bla. fordi det var lettere at tilskrive forsøgene nogle få sære fugle end at ændre hele billedet. Og resultatet rejste nye spørgsmål, som fx hvorfor mennesker og pattedyr så ikke kunne gendanne hårceller?
Høns har omtrent 10.000 hårceller og en lidt kortere snegl, men deres indre øre ligner på alle andre måder menneskets – bortset altså fra evnen til at gendanne hårceller. Ingen ved, hvorfor pattedyr ikke gendanner hårcellerne, men Rubel gætter på, at svaret skyldes et kompromis langt tilbage i vores evolutionære historie. Pattedyr kan skelne højere frekvenser end fugle, og måske har de to evner ikke været mulige at forene, simpelt hen fordi støttecellerne giver en ekstra masse, der gør det umuligt for systemet at vibrere ved de højeste, fine frekvenser.De tidlige pattedyr var små, kortlivedespidsmuslignende natdyr, så den naturlige selektion kan måske have favoriseret dyr, der kunne høre bedre i deres unge dage end dem, der kunne gendanne hørelsen, når de blev ældre. Andre forskere peger på, at systemet kan være lukket ned som en overordnet beskyttelse mod kræft. Efterhånden som pattedyr begyndte at leve længere og blive kønsmodne i en højere alder, har det måske været for risikabelt at have et system, der kan løbe løbsk og dele sig uhæmmet. Ligegyldig hvad årsagen har været, fornemmede forskerne, at de var stødt på noget nyt og væsentligt, så de fortsatte deres forsøg. Flere hvirveldyr blev føjet til listen, og snart var det, som om pattedyr var de eneste blandt hvirveldyrene, hvis støtteceller ikke kunne lave nye hårceller. Sammenlignet med øjets ca. 120 millioner lysfølsomme celler er det indre øre et ret enkelt system, som i store træk er bevaret på tværs af hvirveldyrene.
Der er ikke nogle umiddelbare forskelle på støtteceller hos pattedyr og ikke-pattedyr, så Corwin spurgte sig selv, om de molekylære mekanismer bag gendannelse kunne være bevaret, så vi måske inderst inde stadig gemmer på mekanismen. Corwin begyndte derfor at undersøge forskellige pattedyr, og i 1993 kom gennembruddet.

Mennesker kan danne hårceller
Corwin viste, at hårceller også kan gendannes i det indre øre hos voksne marsvin. Endnu mere opsigtsvækkende viste han samme år, at også celler fra det menneskelige indre øre kan dele sig i en petriskål og danne de børster, der er karakteristiske for hårceller. Både hos mennesker og marsvin groede de nye celler dog langsomt og i ret begrænset omfang. Men det vigtige var, at princippet var bevist. Nu handlede det om at forstå de molekylære mekanismer bag.
Den tråd greb Yehoash Raphael fra University of Michigan. Mens Corwin forsøgte at identificere vækstfaktorer, der kan aktivere støttecellerne, gik Raphael en mere frugtbar vej. Han valgte at undersøge, hvilke gener der styrer dannelsen af det indre øre og især hårcellerne under fosterudviklingen. Sammen med japanske kolleger lykkedes det efter f lere år at stille skarpt på et enkelt gen, Atoh1. Det var kendt fra bananf luer, hvor det er centralt for udviklingen af øjnene.
Atoh1-genet er specielt ved at regulere andre gener, og Raphael opdagede, at det kun var aktivt i hårcellerne. Han besluttede sig for at se, hvad der skete, hvis man satte et aktivt Atoh1-gen ind i støttecellerne. For at kunne gøre det, blev han nødt til først at modificere en virus, der normalt sætter sit eget arvemateriale ind i værtscellernes dna, så virus kunne sætte Atoh1 ind. Et stort arbejde med mange faldgruber, men det lykkedes, og i 2003 offentliggjorde forskerne, at marsvin kunne udvikle nye hårceller. Og ikke nok med det. Atoh1 satte også gang i andre processer, der fik nerveceller til at danne forbindelser til de nye hårceller.

Marsvin får hørelsen tilbage
Det så altså ud til, at Atoh1 var selve nøglen til at gendanne hårceller, og når de var dannet, sørgede cellerne selv for at etablere de rette forbindelser til hjernen. To år senere gentog forskerne forsøgene på marsvin med ødelagte hårceller, og nu viste det sig rigtig nok, at dyrene både dannede nye hårceller og nerveforbindelser. Yehoash Raphael kunne oven i købet vise, at lyd aktiverede de rigtige områder af hjernen, og han konkluderede dermed, at dyrene faktisk kunne høre.
Helt problemfri er metoden dog ikke. Mange af de nye hårceller ser ikke helt normale ud, men ligner snarere syge blandingsceller. Man ved heller ikke, hvor god hørelse marsvinene egentligfik. Før man overfører metoden til mennesker, skal man naturligvis være helt sikker på, at den virker på dyrene. Dertil kommer sikkerhedsproblemer i forhold til at sprøjte virus ind i mennesker.
Senere har andre forskere studeret støttecellerne fra museører fra nyfødte og 14 dage gamle mus. Forsøgene viste, at celler fra nyfødte mus af sig selv begynder at danne hårceller, mens celler fra 14 dage gamle mus næsten ikke gør. Forsøget slog endeligt fast, at pattedyr har den evolutionære mekanisme til at gendanne hårcellerne, og at de benytter den under fosterudviklingen.
Men trods de lovende resultater, ligger der endnu en del arbejde forude med at udrede de molekylære mekanismer. Forskerne mener, at der formentlig vil gå mere end 10 år, inden de første døve kan få hørelsen tilbage. Men man er godt på vej og har de nødvendige redskaber. Det er ikke længere et spørgsmål, om vi kan gendanne hørecellerne, men derimod et spørgsmål om hvornår.

Copyright © Rasmus Kragh Jakobsen og Illustreret Videnskab.