Crean tejido retiniano sensible a la luz a partir de células madre humanas

Un equipo de investigadores de la Universidad Johns Hopkins ha creado in vitro, a partir de células madre humanas, un tejido retiniano tridimensional que contiene células fotorreceptoras, que son el primer paso para la formación de imágenes.

“Básicamente, hemos creado en el laboratorio una retina humana en miniatura, que no sólo dispone de la misma organización estructural de la retina, sino que además muestra sensibilidad a la luz”, dice la investigadora que dirige el estudio, M. Valeria Canto-Soler, médico y profesora de Oftalmología de la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. El artículo fue publicado el pasado 10 de junio en el journal Nature Communications. “Supone un avance muy importante en la investigación que se está realizando en este campo con el fin de desarrollar nuevas tecnologías que permitan restaurar la visión a personas con deficiencias retinianas”, añade la Dra. Canto-Soler.

Como muchos otros procesos fisiológicos, la visión depende del funcionamiento coordinado de diversos tipos de células, en su caso, para convertir la luz en una señal que el cerebro reconoce como una imagen. Según comenta la Dra. Canto-Soler, las células fotorreceptoras son sólo una parte del complejo sistema ojo-cerebro que interviene en el proceso de la visión. “Lo que hemos recreado en el laboratorio es un importante comienzo, pero no se trata de una simulación de todas las funciones del ojo humano y su complejo sistema de conexión con el córtex cerebral”, añade.

Según los investigadores, este logro ha sido posible gracias a los experimentos realizados con células madre humanas de pluripotencialidad inducida (iPS; Induced Pluripotent Stem) y podría impulsar el desarrollo de la ingeniería genética en trasplantes de células retinianas para detener, e incluso revertir, la ceguera. Las células iPS son células adultas que han sido genéticamente reprogramadas a su estadio embrionario. Bajo unas condiciones determinadas pueden desarrollarse en la mayoría de los 200 tipos de células humanas. En este caso, el equipo de la Universidad de Johns Hopkins ha inducido el desarrollo de células retinales embrionarias dirigidas a formar tejido retiniano fotosensible. 

Utilizando una sencilla técnica que habían diseñado para activar el crecimiento de las células progenitoras de la retina, la Dra. Canto-Soler y su equipo comprobaron que las células de tejido retiniano se desarrollaban en las placas de Petri. El crecimiento que se produjo se correspondía en el tiempo con la duración que tiene el desarrollo de la retina en un feto humano en el útero. Por otra parte, los fotorreceptores eran lo suficientemente maduros como para desarrollar segmentos exteriores, una estructura de las células fotorreceptoras esencial para su funcionamiento.

El tejido retiniano es un sistema complejo: comprende siete grandes grupos de células que incluyen seis tipos de neuronas organizadas en un estructura celular en capas que absorben y procesan la luz, transmitiendo las señales visuales al cerebro para la interpretación de las imágenes. Las retinas creadas en el laboratorio recrean la arquitectura tridimensional de la retina humana. “Sabemos que era necesario recrear la estructura celular 3D para llegar a reproducir las características funcionales de la retina”, dice la Dra. Canto-Soler, “pero nunca imaginamos que las células serían capaces de construir un tejido retiniano casi por sí mismas. Parece como si las células supieran lo que tenían que hacer”.

Los investigadores comprobaron mediante la colocación de un electrodo en la célula fotorreceptora que las mini-retinas tenían capacidad de captar el impulso de luz y reaccionar según un patrón bioquímico similar al de los bastones de una retina viva. La retina humana contiene dos grandes grupos de células fotorreceptoras: los bastones y los conos. El mayor número corresponde a los bastones, que permiten la visión en condiciones de escasa iluminación. Las retinas creadas por el equipo de la Universidad de John Hopkins también contenían mayor número de bastones.

La Dra. Canto-Soler señala que este nuevo desarrollo permite generar, directamente de una persona con afectación retiniana, como por ejemplo en la retinitis pigmentaria, cientos de mini-retinas a la vez,  para poder investigar sobre las causas de la enfermedad.

Además, este estudio ofrece un amplio abanico de posibilidades para la medicina personalizada, tales como poder probar fármacos de forma específica en cada paciente en el tratamiento de enfermedades. En el futuro, también será posible sustituir tejido retiniano enfermo para restaurar la visión de los pacientes afectados.

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Publicado en: Junio 2014

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