Exossomos de Células-Tronco Revertem Danos no Ouvido Interno Induzidos por Antibióticos em Ratos

A ototoxicidade por gentamicina é um risco clínico bem reconhecido: o antibiótico penetra nas células ciliadas da orelha interna, desencadeia sobrecarga de cálcio, gera espécies reativas de oxigênio e provoca disfunção mitocondrial que, em última análise, destrói as células sensoriais insubstituíveis do vestíbulo e da cóclea. Como as células ciliadas dos mamíferos não se regeneram, os distúrbios de equilíbrio e a perda auditiva em altas frequências resultantes são em grande parte permanentes. O manejo atual limita-se a antioxidantes e fatores neurotróficos, sem protocolo clínico estabelecido, tornando urgente o desenvolvimento de novas intervenções. Este estudo investigou se exossomos derivados de células-tronco mesenquimais do cordão umbilical humano (hucMSC-EXOs), administrados por injeção intratimpânica, poderiam proteger as células ciliadas vestibulares e restaurar a função em um modelo de rata.

Vinte ratos Sprague-Dawley machos (250–300 g) foram divididos em quatro grupos de cinco: controles não tratados, lesão por gentamicina (GEN), gentamicina mais dexametasona (GEN+DEX) e gentamicina mais exossomos (GEN+EXO). Todos os tratamentos ativos foram administrados como uma única injeção intratimpânica de 50 µL. Os exossomos foram isolados do meio condicionado de hUC-MSC por centrifugação sequencial e purificação com microesferas magnéticas, confirmados por microscopia eletrônica de transmissão, análise de rastreamento de nanopartículas (diâmetro médio ~100 nm) e Western blot para os marcadores canônicos CD9, CD63 e TSG101. Exossomos marcados com PKH26 foram rastreados até o utrículo, sáculo e crista ampular sete dias após a injeção, confirmando a entrega bem-sucedida aos três órgãos terminais vestibulares.

Os desfechos funcionais foram notáveis. No teste de campo aberto no dia 6, o grupo GEN+EXO apresentou recuperação significativa da distância total percorrida e da velocidade de movimento em comparação com os animais GEN (p<0,05), com recuperação da velocidade superior à do grupo GEN+DEX. O tempo de passagem no teste de equilíbrio na trave foi reduzido em 60,5% no grupo exossomos em comparação ao grupo lesão (p<0,05). O teste de resposta auditiva do tronco encefálico a 32 kHz no dia 7 mostrou que o grupo GEN+EXO apresentou limiares 18,3 dB SPL menores do que o grupo GEN (p<0,01), estatisticamente equivalentes ao grupo dexametasona. A contagem de células ciliadas por imunofluorescência revelou que o tratamento com exossomos preservou 25% mais células na estríola utricular, 44% mais na estríola sacular e 44% mais na crista ampular central em comparação aos controles GEN. Notavelmente, a estríola sacular apresentou uma taxa de reparo de 109% em relação à dexametasona, indicando eficácia superior. A microscopia eletrônica de varredura confirmou menor perda de estereocílios e menos vacuolização estrutural nos tecidos tratados com exossomos.

Para compreender o mecanismo molecular, a equipe realizou proteômica por aquisição independente de dados (DIA) nas máculas utriculares dos grupos GEN, GEN+DEX e GEN+EXO. O grupo GEN apresentou forte ativação das cascatas do complemento e da coagulação, consistente com lesão inflamatória. O grupo GEN+EXO enriqueceu de forma exclusiva a via de interação SNARE no transporte vesicular, que facilita a fusão autofagossomo-lisossomo e, assim, promove a depuração autofágica de organelas danificadas. Outras vias enriquecidas incluíram regulação metabólica e do estresse oxidativo. A validação por imunofluorescência confirmou que os exossomos reduziram significativamente a expressão de Caspase-3 clivada (marcador de apoptose, p<0,01) e aumentaram significativamente os pontos de LC3 (marcador de autofagia, p<0,05) em comparação ao grupo GEN, estabelecendo um mecanismo dual anti-apoptótico e pró-autofágico.

Os achados posicionam os hucMSC-EXOs como uma terapia acelular promissora para a ototoxicidade por aminoglicosídeos. A via intratimpânica já é utilizada clinicamente para administração de corticosteroides, tornando a translação viável. A abordagem com exossomos evita os riscos do transplante de células vivas, ao mesmo tempo em que entrega uma carga complexa de proteínas e RNAs que modulam múltiplas vias de lesão simultaneamente. As ressalvas incluem o tamanho amostral reduzido (n=5 por grupo), o modelo de injeção única aguda, que pode não refletir a exposição clínica crônica, e a ausência de acompanhamento a longo prazo além de sete dias. O estudo também se limita a ratos machos, e as moléculas específicas da carga exossomal responsáveis pela ativação da via SNARE ainda precisam ser identificadas.