Neurociencias | Genética

A un paso de probar en humanos retinas cultivadas en laboratorio

Se han logrado conexiones exitosas entre células oculares retinianas desarrolladas en laboratorio: es un paso clave para tratar la ceguera

Sinapsis que conectan pares de células de la retina derivadas de células madre pluripotentes humanas.

Sinapsis que conectan pares de células de la retina derivadas de células madre pluripotentes humanas. / Créditos: UW-Madison / Gamm Laboratory.

Pablo Javier Piacente

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Retinas desarrolladas en laboratorio, que podrían restaurar la visión en seres humanos, han superado numerosas etapas de análisis y están cada vez más cerca de poder ser probadas directamente en el ser humano, según un nuevo estudio. Los científicos lograron persuadir a las células oculares sensibles a la luz cultivadas en un laboratorio para que se vuelvan a conectar después de la separación, un paso importante para el trasplante en pacientes que sufren diversas enfermedades oculares.

Investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison, en Estados Unidos, lograron que células retinianas cultivadas a partir de células madre puedan comunicarse y conectarse con sus vecinas, según una nueva investigación publicada recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). La sinapsis obtenida es un avance crucial para que las células puedan utilizarse en ensayos en humanos con trastornos oculares degenerativos.

Este logro se deriva de trabajos científicos previos que, ya hace más de una década, lograron crear una forma de hacer crecer grupos organizados de células, llamados organoides, que se asemejan a la retina, el tejido sensible a la luz en la parte posterior del ojo. Los científicos “engañaron” a las células de la piel humana a través de una reprogramación genética, para que actúen como células madre y se desarrollen en capas de varios tipos de células de la retina que detectan la luz y, en última instancia, transmiten lo que vemos al cerebro.

Piezas de repuesto

Los especialistas crearon los organoides retinianos (RO) derivados de células madre pluripotentes humanas (hPSC), que tienen la capacidad de formar todas las células del cuerpo. El objetivo final es  utilizar las células de estos organoides o “retinas de laboratorio” como “piezas de repuesto” para los mismos tipos de células que se han perdido en el curso de las enfermedades de la retina y otras patologías oculares. 

Según una nota de prensa, el grupo de investigadores liderado por David M. Gamm ya había podido comprobar que la variedad de células de la retina cultivadas en un plato, llamadas fotorreceptores, respondían como las existentes en una retina sana a diferentes longitudes de onda e intensidades de luz, y que una vez que se separaban de las células adyacentes en su organoide, podían conectarse con sus vecinas y crear “cordones biológicos” llamados axones.

Pero el camino hasta lograr que estas retinas cultivadas puedan ser probadas en humanos es largo y complejo. Un próximo paso crucial era verificar que las células fotorreceptoras, conectadas mediante axones, tenían la capacidad de integrase con otros tipos de células de la retina y comunicarse, estableciendo una sinapsis. Las sinapsis posibilitan la conexión entre nuestras neuronas, un requisito indispensable para que los impulsos nerviosos viajen a través de “autopistas” de redes neuronales. Sin ellas, el cerebro humano estaría “desconectado” del resto del cuerpo.

Sinapsis confirmada

Precisamente, para confirmar que sus células retinianas cultivadas en laboratorio tienen la capacidad de reemplazar a las células enfermas y transportar información sensorial como las sanas, los investigadores necesitaban demostrar que podían hacer sinapsis. Los científicos dividieron los organoides similares a retinas en células individuales, otorgándoles una semana para extender sus axones y hacer nuevas conexiones. Posteriormente, usaron el virus de la rabia modificado genéticamente para identificar pares de células que podrían formar los medios para comunicarse entre sí.

Observaron que muchas células de la retina estaban marcadas con un color fluorescente, que indicaba que la infección de rabia se había propagado, a través de una sinapsis formada con éxito entre células vecinas. El “marcador” utilizado sirvió para confirmar la presencia de conexiones sinápticas, colocando a estas retinas de laboratorio a un paso de poder ser probadas directamente en seres humanos. 

El análisis del experimento permitió descubrir que los tipos de células retinianas más comunes que forman sinapsis son los fotorreceptores, bastones y conos, que también se pierden en enfermedades como la retinosis pigmentaria y la degeneración macular relacionada con la edad, al igual que en ciertas lesiones oculares. El siguiente tipo de célula más común en formar sinapsis, las células ganglionares de la retina, se degeneran en trastornos del nervio óptico como el glaucoma. En consecuencia, este avance revolucionario podría hacer frente a las principales causas de ceguera a nivel mundial.