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
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Nivel de accesibilidad
acceso embargado
Condiciones de uso
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Repositorio
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Institución
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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. 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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 Técnicas2025-10-22T11:37:56Zoai: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:34982025-10-22 11:37:56.966CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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