Insights into early cochlear damage induced by potassium channel deficiency

Autores
Rias, Ezequiel Ignacio; Carignano, Camila; Castagna, Valeria Carolina; Dionisio, Leonardo Raul; Ballestero, Jimena Andrea; Paolillo, Giuliana; Ouwerkerk, Ingrid; Gomez Casati, Maria Eugenia; Spitzmaul, Guillermo Federico
Año de publicación
2025
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Hearing loss (HL) is the most common sensory disorder, caused by genetic mutations and acquired factors like presbycusis and noise exposure. A critical factor in HL development is the dysfunction of potassium (K+) channels, essential for sensory cell function in the organ of Corti (OC). Inner and outer hair cells (IHCs and OHCs) convert sound into electrical signals, while supporting cells (SCs) maintain ionic and structural balance. KCNQ4 channels, located in the basal membrane of OHCs, regulate K+ efflux. Mutations in KCNQ4 are linked to progressive HL (DFNA2), noise-induced hearing loss, and presbycusis, leading to K+ accumulation, cellular stress, and OHC death. Gene editing or pharmacological activation of KCNQ4 has shown potential in partially preventing HL in mouse models. In this study, we demonstrate KCNQ4 deletion disrupts the localization of key proteins like prestin and BK channels, alters OHC organization, and induces apoptosis in sensory and SC. Spiral ganglion neurons (SGNs) also degenerate over time. Despite these structural changes, noise exposure does not exacerbate OHC damage in our KCNQ4-deficient model. This highlights KCNQ4's role in maintaining ion homeostasis and cochlear function, as its absence triggers widespread dysfunction in the OC. The present study demonstrates that disruptions in a single cell type can have a cascade effect on overall cochlear health. Understanding the molecular and cellular consequences of KCNQ4 mutations is crucial for developing targeted therapies to mitigate progressive HL caused by genetic and environmental factors.
Fil: Rias, Ezequiel Ignacio. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina
Fil: Carignano, Camila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Fil: Castagna, Valeria Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Farmacologia; Argentina
Fil: Dionisio, Leonardo Raul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Fil: Ballestero, Jimena Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Farmacologia; Argentina
Fil: Paolillo, Giuliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Fil: Ouwerkerk, Ingrid. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Fil: Gomez Casati, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Farmacologia; Argentina
Fil: Spitzmaul, Guillermo Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Materia
KCNQ4
HEARING LOSS
APOPTOSIS
HAIR CELLS
Nivel de accesibilidad
acceso embargado
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/271703
Acceder
id CONICETDig_6c71ed93c92bdb4a34305d597b085bf0
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/271703
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Insights into early cochlear damage induced by potassium channel deficiencyRias, Ezequiel IgnacioCarignano, CamilaCastagna, Valeria CarolinaDionisio, Leonardo RaulBallestero, Jimena AndreaPaolillo, GiulianaOuwerkerk, IngridGomez Casati, Maria EugeniaSpitzmaul, Guillermo FedericoKCNQ4HEARING LOSSAPOPTOSISHAIR CELLShttps://purl.org/becyt/ford/1.6https://purl.org/becyt/ford/1Hearing loss (HL) is the most common sensory disorder, caused by genetic mutations and acquired factors like presbycusis and noise exposure. A critical factor in HL development is the dysfunction of potassium (K+) channels, essential for sensory cell function in the organ of Corti (OC). Inner and outer hair cells (IHCs and OHCs) convert sound into electrical signals, while supporting cells (SCs) maintain ionic and structural balance. KCNQ4 channels, located in the basal membrane of OHCs, regulate K+ efflux. Mutations in KCNQ4 are linked to progressive HL (DFNA2), noise-induced hearing loss, and presbycusis, leading to K+ accumulation, cellular stress, and OHC death. Gene editing or pharmacological activation of KCNQ4 has shown potential in partially preventing HL in mouse models. In this study, we demonstrate KCNQ4 deletion disrupts the localization of key proteins like prestin and BK channels, alters OHC organization, and induces apoptosis in sensory and SC. Spiral ganglion neurons (SGNs) also degenerate over time. Despite these structural changes, noise exposure does not exacerbate OHC damage in our KCNQ4-deficient model. This highlights KCNQ4's role in maintaining ion homeostasis and cochlear function, as its absence triggers widespread dysfunction in the OC. The present study demonstrates that disruptions in a single cell type can have a cascade effect on overall cochlear health. Understanding the molecular and cellular consequences of KCNQ4 mutations is crucial for developing targeted therapies to mitigate progressive HL caused by genetic and environmental factors.Fil: Rias, Ezequiel Ignacio. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; ArgentinaFil: Carignano, Camila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Castagna, Valeria Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Farmacologia; ArgentinaFil: Dionisio, Leonardo Raul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Ballestero, Jimena Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Farmacologia; ArgentinaFil: Paolillo, Giuliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Ouwerkerk, Ingrid. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Gomez Casati, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Farmacologia; ArgentinaFil: Spitzmaul, Guillermo Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaElsevier Science2025-12info:eu-repo/date/embargoEnd/2026-10-01info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/271703Rias, Ezequiel Ignacio; Carignano, Camila; Castagna, Valeria Carolina; Dionisio, Leonardo Raul; Ballestero, Jimena Andrea; et al.; Insights into early cochlear damage induced by potassium channel deficiency; Elsevier Science; Biochimica et Biophysica Acta-Molecular Cell Research; 1872; 8; 12-2025; 1-200167-4889CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167488925001351info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1016/j.bbamcr.2025.120030info:eu-repo/semantics/embargoedAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T10:08:01Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/271703instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 10:08:01.7CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Insights into early cochlear damage induced by potassium channel deficiency
title Insights into early cochlear damage induced by potassium channel deficiency
spellingShingle Insights into early cochlear damage induced by potassium channel deficiency
Rias, Ezequiel Ignacio
KCNQ4
HEARING LOSS
APOPTOSIS
HAIR CELLS
title_short Insights into early cochlear damage induced by potassium channel deficiency
title_full Insights into early cochlear damage induced by potassium channel deficiency
title_fullStr Insights into early cochlear damage induced by potassium channel deficiency
title_full_unstemmed Insights into early cochlear damage induced by potassium channel deficiency
title_sort Insights into early cochlear damage induced by potassium channel deficiency
dc.creator.none.fl_str_mv Rias, Ezequiel Ignacio
Carignano, Camila
Castagna, Valeria Carolina
Dionisio, Leonardo Raul
Ballestero, Jimena Andrea
Paolillo, Giuliana
Ouwerkerk, Ingrid
Gomez Casati, Maria Eugenia
Spitzmaul, Guillermo Federico
author Rias, Ezequiel Ignacio
author_facet Rias, Ezequiel Ignacio
Carignano, Camila
Castagna, Valeria Carolina
Dionisio, Leonardo Raul
Ballestero, Jimena Andrea
Paolillo, Giuliana
Ouwerkerk, Ingrid
Gomez Casati, Maria Eugenia
Spitzmaul, Guillermo Federico
author_role author
author2 Carignano, Camila
Castagna, Valeria Carolina
Dionisio, Leonardo Raul
Ballestero, Jimena Andrea
Paolillo, Giuliana
Ouwerkerk, Ingrid
Gomez Casati, Maria Eugenia
Spitzmaul, Guillermo Federico
author2_role author
author
author
author
author
author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv KCNQ4
HEARING LOSS
APOPTOSIS
HAIR CELLS
topic KCNQ4
HEARING LOSS
APOPTOSIS
HAIR CELLS
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/1.6
https://purl.org/becyt/ford/1
dc.description.none.fl_txt_mv Hearing loss (HL) is the most common sensory disorder, caused by genetic mutations and acquired factors like presbycusis and noise exposure. A critical factor in HL development is the dysfunction of potassium (K+) channels, essential for sensory cell function in the organ of Corti (OC). Inner and outer hair cells (IHCs and OHCs) convert sound into electrical signals, while supporting cells (SCs) maintain ionic and structural balance. KCNQ4 channels, located in the basal membrane of OHCs, regulate K+ efflux. Mutations in KCNQ4 are linked to progressive HL (DFNA2), noise-induced hearing loss, and presbycusis, leading to K+ accumulation, cellular stress, and OHC death. Gene editing or pharmacological activation of KCNQ4 has shown potential in partially preventing HL in mouse models. In this study, we demonstrate KCNQ4 deletion disrupts the localization of key proteins like prestin and BK channels, alters OHC organization, and induces apoptosis in sensory and SC. Spiral ganglion neurons (SGNs) also degenerate over time. Despite these structural changes, noise exposure does not exacerbate OHC damage in our KCNQ4-deficient model. This highlights KCNQ4's role in maintaining ion homeostasis and cochlear function, as its absence triggers widespread dysfunction in the OC. The present study demonstrates that disruptions in a single cell type can have a cascade effect on overall cochlear health. Understanding the molecular and cellular consequences of KCNQ4 mutations is crucial for developing targeted therapies to mitigate progressive HL caused by genetic and environmental factors.
Fil: Rias, Ezequiel Ignacio. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina
Fil: Carignano, Camila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Fil: Castagna, Valeria Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Farmacologia; Argentina
Fil: Dionisio, Leonardo Raul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Fil: Ballestero, Jimena Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Farmacologia; Argentina
Fil: Paolillo, Giuliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Fil: Ouwerkerk, Ingrid. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Fil: Gomez Casati, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Farmacologia; Argentina
Fil: Spitzmaul, Guillermo Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
description Hearing loss (HL) is the most common sensory disorder, caused by genetic mutations and acquired factors like presbycusis and noise exposure. A critical factor in HL development is the dysfunction of potassium (K+) channels, essential for sensory cell function in the organ of Corti (OC). Inner and outer hair cells (IHCs and OHCs) convert sound into electrical signals, while supporting cells (SCs) maintain ionic and structural balance. KCNQ4 channels, located in the basal membrane of OHCs, regulate K+ efflux. Mutations in KCNQ4 are linked to progressive HL (DFNA2), noise-induced hearing loss, and presbycusis, leading to K+ accumulation, cellular stress, and OHC death. Gene editing or pharmacological activation of KCNQ4 has shown potential in partially preventing HL in mouse models. In this study, we demonstrate KCNQ4 deletion disrupts the localization of key proteins like prestin and BK channels, alters OHC organization, and induces apoptosis in sensory and SC. Spiral ganglion neurons (SGNs) also degenerate over time. Despite these structural changes, noise exposure does not exacerbate OHC damage in our KCNQ4-deficient model. This highlights KCNQ4's role in maintaining ion homeostasis and cochlear function, as its absence triggers widespread dysfunction in the OC. The present study demonstrates that disruptions in a single cell type can have a cascade effect on overall cochlear health. Understanding the molecular and cellular consequences of KCNQ4 mutations is crucial for developing targeted therapies to mitigate progressive HL caused by genetic and environmental factors.
publishDate 2025
dc.date.none.fl_str_mv 2025-12
info:eu-repo/date/embargoEnd/2026-10-01
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/271703
Rias, Ezequiel Ignacio; Carignano, Camila; Castagna, Valeria Carolina; Dionisio, Leonardo Raul; Ballestero, Jimena Andrea; et al.; Insights into early cochlear damage induced by potassium channel deficiency; Elsevier Science; Biochimica et Biophysica Acta-Molecular Cell Research; 1872; 8; 12-2025; 1-20
0167-4889
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/271703
identifier_str_mv Rias, Ezequiel Ignacio; Carignano, Camila; Castagna, Valeria Carolina; Dionisio, Leonardo Raul; Ballestero, Jimena Andrea; et al.; Insights into early cochlear damage induced by potassium channel deficiency; Elsevier Science; Biochimica et Biophysica Acta-Molecular Cell Research; 1872; 8; 12-2025; 1-20
0167-4889
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167488925001351
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1016/j.bbamcr.2025.120030
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/embargoedAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
eu_rights_str_mv embargoedAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Elsevier Science
publisher.none.fl_str_mv Elsevier Science
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1844613946096484352
score 13.070432

Publicaciones similares