Effetti di Quercetina e D-galattosio sull’orecchio interno: analisi istologica e computazionale

L’invecchiamento dell’apparato uditivo rappresenta una delle principali cause di disabilità sensoriale nella popolazione anziana. Comprendere i meccanismi cellulari e molecolari alla base della presbiacusia e identificare potenziali strategie protettive costituisce una sfida rilevante, alla quale la bioingegneria può contribuire attraverso strumenti quantitativi, analitici e computazionali. Questo studio, condotto presso il Laboratorio di Bioacustica dell’Università di Padova, ha valutato la funzionalità dell’orecchio interno murino in risposta alla somministrazione di Quercetina, un potente antiossidante naturale, e D-galattosio, un monosaccaride utilizzato come induttore di invecchiamento accelerato. I topi presi in considerazione sono stati organizzati in quattro sottogruppi sperimentali: trattati con Quercetina (controllo negativo), con D-galattosio (controllo positivo), con trattamento combinato ed infine un gruppo di riferimento non trattato. Attraverso l’analisi istologica sono state contate le cellule ciliate dell’organo del Corti, cellule sensoriali fondamentali per la conversione di vibrazioni sonore in impulsi elettrici, che vengono poi inviati al cervello. Tramite analisi di immunoistochimica, è stata valutata l’espressione di marcatori specifici coinvolti nei processi di stress ossidativo e nella funzionalità dell’orecchio interno. Nello specifico i marcatori analizzati sono stati: il Kir4.1, un canale ionico essenziale per il mantenimento del potenziale endococleare; la superossido dismutasi 1 (SOD1), che è un enzima antiossidante espresso a difesa delle cellule quando sottoposte a stress ossidativo; e l’NADPH ossidasi 3 (NOX3) che, al contrario, genera specie reattive dell’ossigeno. Con l’obiettivo di verificare gli effetti dei diversi trattamenti su organo del Corti, stria vascolare e ganglio spirale, sono state misurate intensità media ed area marcata come espressione dei diversi fattori attraverso l’utilizzo del software ImageJ; inoltre, per la stria vascolare è stata effettuata un’analisi morfometrica al fine di valutarne differenze di spessore e lunghezza. I dati ottenuti forniscono differenti risultati a seconda del marcatore e della regione cocleare presi in considerazione. Nel complesso viene confermato l’effetto antiossidante della quercetina e la tendenza della stessa ad agire contro lo stress ossidativo provocato dal D-galattosio.  A completamento del progetto, tramite lo sviluppo di una pipeline MATLAB è stata automatizzata l’analisi delle immagini istologiche ed immunoistochimiche che ha confermato i dati ottenuti con l’analisi manuale.