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Científicos han cultivado una retina en el laboratorio partiendo desde cero!

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Los biólogos han cultivado tejido de retina humana desde cero para aprender cómo se forman las células que nos permiten ver el color.

El trabajo puede sentar las bases para terapias de enfermedades oculares como la ceguera al color y la degeneración macular. También establece los «organoides» creados por el laboratorio (tejido orgánico artificial) como modelo para estudiar el desarrollo humano a nivel celular.

«Todo lo que examinamos [en un organoide de retina] parece un ojo en desarrollo normal, simplemente crece en un plato», dice Robert Johnston, un biólogo del desarrollo en la Universidad Johns Hopkins. «Tienes un sistema modelo que puedes manipular sin estudiar directamente a los humanos».

El destino de las células madre.

El laboratorio de Johnston explora cómo se determina el destino de una célula: lo que sucede en el útero para convertir una célula madre en desarrollo en una célula con una función específica. En la investigación sobre la retina, él y su equipo se centraron en el desarrollo de células que permiten a las personas ver el azul, el rojo y el verde: los tres fotorreceptores de cono en el ojo humano.

Si bien la mayor parte de la investigación sobre la visión se realiza en ratones y peces, ninguna de esas especies tiene la dinámica visión diurna y en color de los humanos. Así que el equipo de Johnston creó el tejido del ojo humano que necesitaban a partir de células madre.

«La visión tricromática del color nos diferencia de la mayoría de los otros mamíferos», dice la autora principal Kiara Eldred, una estudiante graduada. «Nuestra investigación realmente está tratando de averiguar qué caminos toman estas células para brindarnos esa visión de color especial».

A lo largo de los meses, a medida que las células crecían en el laboratorio y se convertían en tejido retiniano completo, el equipo encontró que primero se materializaban las células que detectaban el azul, seguidas de las que detectaban el rojo y el verde.

En ambos casos, encontraron, la clave del cambio molecular era el flujo y reflujo de la hormona tiroidea. Es importante destacar que la glándula tiroides, que por supuesto no estaba en el laboratorio, no controlaba el nivel de esta hormona, pero sí el tejido del ojo.

Una vez que los investigadores comprendieron cómo la cantidad de hormona tiroidea determinaba si las células se volvían azules o receptores de color rojo y verde, podrían manipular el resultado, creando retinas que, de haber sido parte de un ojo humano completo, solo habrían visto azul, y Otros que habrían detectado verde y rojo.

Un vistazo a la visión

El hallazgo de que la hormona tiroidea es esencial para crear conos rojo-verdes brinda una idea de por qué los bebés prematuros, que han disminuido los niveles de hormona tiroidea, debido a que carecen del suministro materno, tienen una mayor incidencia de trastornos de la visión.

«Si podemos responder lo que lleva a una célula a su destino terminal, estamos más cerca de poder restaurar la visión del color para las personas que tienen fotorreceptores dañados», dice Eldred. «Esta es una pregunta realmente hermosa, tanto visual como intelectualmente: ¿qué es lo que nos permite ver el color?»

Estos hallazgos son un primer paso para el laboratorio. En el futuro, a los investigadores les gustaría usar los organoides para aprender aún más sobre la visión del color y los mecanismos involucrados en la creación de otras regiones de la retina, como la mácula.

Dado que la degeneración macular es una de las principales causas de ceguera en las personas, comprender cómo cultivar una nueva mácula podría llevar a tratamientos clínicos.

«Lo que es emocionante de esto es que nuestro trabajo establece los organoides humanos como un sistema modelo para estudiar los mecanismos del desarrollo humano», dice Johnston.

«Lo que realmente está empujando el límite aquí es que estos organoides tardan nueve meses en desarrollarse como un bebé humano. Entonces, lo que realmente estamos estudiando es el desarrollo fetal».

La investigación aparece en la revista Science.

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