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Ototoxicity-Alleviating and Cytoprotective Allomelanin Nanomedicine for Efficient Sensorineural Hearing Loss Treatment
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2024-09-11 , DOI: 10.1021/acsnano.4c10610 Fengqiu Chen 1 , Qingjun Jiang 1 , Baoying Xu 2 , Yuqi Huang 2 , Ke Xu 1 , Xiaoju Xu 1 , Dehong Yu 2 , Yu Chen 2 , Xueling Wang 1
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2024-09-11 , DOI: 10.1021/acsnano.4c10610 Fengqiu Chen 1 , Qingjun Jiang 1 , Baoying Xu 2 , Yuqi Huang 2 , Ke Xu 1 , Xiaoju Xu 1 , Dehong Yu 2 , Yu Chen 2 , Xueling Wang 1
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Sensorineural hearing loss (SNHL) represents a significant clinical challenge, predominantly attributed to oxidative stress-related mechanisms. In this work, we report an innovative antioxidant strategy for mitigating SNHL, utilizing synthetically engineered allomelanin nanoparticles (AMNPs). Empirical evidence elucidates AMNPs’ profound capability in free radical neutralization, substantiated by a significant decrement in reactive oxygen species (ROS) levels within HEI-OC1 auditory cells exposure to cisplatin or hydrogen peroxide (H2O2). Comparative analyses reveal that AMNPs afford protection against cisplatin-induced and noise-induced auditory impairments, mirroring the effect of dexamethasone (DEX), a standard pharmacological treatment for acute SNHL. AMNPs exhibit notable cytoprotective properties for auditory hair cells (HCs), effectively preventing ototoxicity from cisplatin or H2O2 exposure, as confirmed by both in vitro assays and cultured organ of Corti studies. Further in vivo research corroborates AMNPs’ ability to reverse auditory brainstem response (ABR) threshold shifts resulting from acoustic injury, concurrently reducing HCs loss, ribbon synapse depletion, and spiral ganglion neuron degeneration. The therapeutic benefits of AMNPs are attributed to mitigating oxidative stress and inflammation within the cochlea, with transcriptome analysis indicating downregulated gene expression related to these processes post-AMNPs treatment. The pronounced antioxidative and anti-inflammatory effects of AMNPs position them as a promising alternative to DEX for SNHL treatment.
中文翻译：
减轻耳毒性和细胞保护作用的异黑素纳米药物可有效治疗感音神经性听力损失
感音神经性听力损失（SNHL）是一项重大的临床挑战，主要归因于氧化应激相关机制。在这项工作中，我们报告了一种利用合成工程异黑素纳米粒子 (AMNP) 减轻 SNHL 的创新抗氧化剂策略。经验证据阐明了 AMNP 在自由基中和方面的强大能力，通过暴露于顺铂或过氧化氢 (H 2 O 2 ) 的 HEI-OC1 听觉细胞内活性氧 (ROS) 水平显着降低来证实。比较分析表明，AMNP 可防止顺铂引起的和噪音引起的听觉障碍，这与地塞米松 (DEX) 的作用相似，地塞米松 (DEX) 是急性 SNHL 的标准药物治疗方法。 AMNP 对听毛细胞 (HC) 表现出显着的细胞保护特性，可有效防止顺铂或 H 2 O 2暴露引起的耳毒性，体外测定和培养 Corti 器官研究均证实了这一点。进一步的体内研究证实 AMNP 能够逆转由声损伤引起的听觉脑干反应 (ABR) 阈值变化，同时减少 HC 损失、带状突触损耗和螺旋神经节神经元变性。 AMNP 的治疗益处归因于减轻耳蜗内的氧化应激和炎症，转录组分析表明 AMNP 治疗后与这些过程相关的基因表达下调。 AMNP 显着的抗氧化和抗炎作用使其成为 SNHL 治疗中 DEX 的有前途的替代品。
更新日期：2024-09-11
中文翻译：
减轻耳毒性和细胞保护作用的异黑素纳米药物可有效治疗感音神经性听力损失
感音神经性听力损失（SNHL）是一项重大的临床挑战，主要归因于氧化应激相关机制。在这项工作中，我们报告了一种利用合成工程异黑素纳米粒子 (AMNP) 减轻 SNHL 的创新抗氧化剂策略。经验证据阐明了 AMNP 在自由基中和方面的强大能力，通过暴露于顺铂或过氧化氢 (H 2 O 2 ) 的 HEI-OC1 听觉细胞内活性氧 (ROS) 水平显着降低来证实。比较分析表明，AMNP 可防止顺铂引起的和噪音引起的听觉障碍，这与地塞米松 (DEX) 的作用相似，地塞米松 (DEX) 是急性 SNHL 的标准药物治疗方法。 AMNP 对听毛细胞 (HC) 表现出显着的细胞保护特性，可有效防止顺铂或 H 2 O 2暴露引起的耳毒性，体外测定和培养 Corti 器官研究均证实了这一点。进一步的体内研究证实 AMNP 能够逆转由声损伤引起的听觉脑干反应 (ABR) 阈值变化，同时减少 HC 损失、带状突触损耗和螺旋神经节神经元变性。 AMNP 的治疗益处归因于减轻耳蜗内的氧化应激和炎症，转录组分析表明 AMNP 治疗后与这些过程相关的基因表达下调。 AMNP 显着的抗氧化和抗炎作用使其成为 SNHL 治疗中 DEX 的有前途的替代品。
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