Tendencias21

Crean una retina de laboratorio, usando células madre humanas

Usando un tipo de célula madre humana, investigadores de la Universidad de Johns Hopkins (EEUU) han logrado crear en laboratorio una estructura tridimensional similar a la de la retina humana, que incluye células fotorreceptoras funcionales, capaces de responder a la luz. Los científicos consideran que este es un primer paso hacia la posibilidad de sustituir el tejido retiniano enfermo o muerto con material de laboratorio, desarrollado para restaurar la visión.

Crean una retina de laboratorio, usando células madre humanas

Usando un tipo de célula madre humana, investigadores de la Universidad de Johns Hopkins (EEUU) han creado en laboratorio un complemento tridimensional del tejido de la retina humana, que incluye células fotorreceptoras funcionales, capaces de responder a la luz, que es el primer paso en el proceso de conversión de los estímulos visuales en imágenes.

"Hemos creado básicamente una retina humana en miniatura en un plato (de petri) que no sólo tiene la misma organización estrucutral de la retina, sino que además puede de percibir la luz", explica la directora del estudio, M. Valeria Canto-Soler, profesora asistente de oftalmología en la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, en un comunicado de dicho centro.

La especialista añade que el trabajo, publicado en Nature Communications, "proporciona oportunidades de investigación para salvar la visión y, en última instancia, puede dar lugar a tecnologías que restauren la visión en personas con enfermedades de la retina".

Un buen comienzo

Al igual que muchos procesos del cuerpo, la visión depende de muchos tipos diferentes de células que trabajan concertadas, en este caso, para convertir la luz en algo que pueda ser reconocido por el cerebro como una imagen.

Canto Soler advierte que los fotorreceptores son sólo parte del proceso complejo de la visión que desarrollan los ojos y el cerebro, y que su laboratorio aún no ha recreado todas las funciones del ojo humano y su relación con la corteza visual cerebral.

"¿Es nuestra retina de laboratorio capaz de producir una señal visual que el cerebro pueda interpretar como una imagen? Probablemente no, pero este es un buen comienzo", señala.

El logro surgió de experimentos con células madre pluripotentes inducidas (iPS) humanas y podría, con el tiempo, propulsar la ingeniería genética necesaria para futuros trasplantes de células de la retina que detengan e incluso reviertan el proceso de la ceguera, aseguran los investigadores.

Las células iPS son células adultas que han sido reprogramadas genéticamente para devolverlas a su estado más primitivo. Bajo las circunstancias correctas, estas células pueden convertirse en la mayoría de todos los tipos de células del cuerpo humano.

En este caso, el equipo de la Johns Hopkins las convirtió en células progenitoras de la retina, que son las destinadas a formar el tejido de la retina sensible a la luz que recubre la parte posterior del ojo.

Una técnica sencilla

Usando una técnica sencilla y directa para impulsar el crecimiento de las células progenitoras de la retina, Canto-Soler y su equipo vieron cómo crecían células de la retina y tejidos en platos de Petri.

Este desarrollo celular conllevó el mismo ritmo y duración del desarrollo de la retina de un feto humano en el interior del útero.

Por otra parte, los fotorreceptores resultantes fueron lo suficientemente maduros como para desarrollar segmentos exteriores, una estructura de fotorreceptores esencial para su funcionamiento.

El tejido de la retina es complejo, pues comprende siete tipos principales de células, entre ellos seis tipos de neuronas, que se organizan en capas de células específicas que absorben y procesan la luz, “ven”, y transmiten esas señales visuales al cerebro para su interpretación. Las retinas de laboratorio recrean esa arquitectura tridimensional de la retina humana.

"Sabíamos que una estructura celular en 3D era necesaria si queríamos reproducir las características funcionales de la retina", explica Canto Soler, "pero cuando comenzamos este trabajo, no pensamos que las células madre podrían acumularse una retina casi por su cuenta. En nuestro sistema, de alguna manera, las células supieron qué hacer".

Cuando el tejido de la retina de laboratorio se hallaba en una fase equivalente a las 28 semanas de desarrollo fetal en el útero, con los fotorreceptores ya bastante maduros, los investigadores probaron estas mini-retinas para ver si estos fotorreceptores podían de hecho registrar y transformar la luz en señales visuales.

Lo hicieron mediante la colocación de un electrodo en una sola célula fotorreceptora y luego enviando un pulso de luz a esta célula, que hizo que esta reaccionara siguiendo un patrón bioquímico similar al del comportamiento de los fotorreceptores en personas expuestas a la luz.

En concreto, dice Canto Soler, los fotorreceptores cultivados en laboratorio respondieron a la luz del mismo modo que lo hacen los bastones de la retina. Las retinas humanas contienen dos tipos principales de células fotorreceptoras, llamadas bastones y conos. La inmensa mayoría de los fotorreceptores de los humanos son bastones, que permiten la visión en condiciones de poca luz. Las retinas cultivadas por el equipo de la Johns Hopkins también tenían sobre todo bastones.

Potenciales aplicaciones

Canto Soler señala que el sistema permite generar cientos de mini-retinas a la vez directamente de una persona afectada por una enfermedad de la retina en particular, como la retinosis pigmentaria, lo que supone una oportunidad única para estudiar la causa de enfermedades de la retina en tejido humano, en lugar de hacer en modelos animales.

El sistema, concluye, también abre un abanico de posibilidades para la medicina personalizada, pues permitiría probar fármacos para tratar enfermedades de manera específica para cada paciente. A largo plazo, también existe la posibilidad de reemplazar el tejido retiniano enfermo o muerto con material de laboratorio desarrollado para restaurar la visión.

Referencia bibiliográfica:

Xiufeng Zhong, Christian Gutierrez, Tian Xue, Christopher Hampton, M. Natalia Vergara, Li-Hui Cao, Ann Peters, Tea Soon Park, Elias T. Zambidis, Jason S. Meyer, David M. Gamm, King-Wai Yau, M. Valeria Canto-Soler. Generation of three-dimensional retinal tissue with functional photoreceptors from human iPSCs. Nature Communications (2014). DOI: 10.1038/ncomms5047.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Los africanos usaban arcos y flechas hace 74 mil años 24 marzo, 2024
    El uso se arcos y flechas se ha constatado en africanos hace 74.000 años: dejaron constancia de armas puntiagudas usadas para la caza y, después de la erupción del supervolcán Toba en Indonesia que provocó una sequía, también para pescar en un río etíope.
    N+1/T21
  • Descubren al delfín de río más grande de la historia 23 marzo, 2024
    Un equipo de científicos ha descubierto en la Amazonía peruana los fósiles del delfín de río más grande de la Tierra. Era un pariente cercano de los delfines asiáticos y no de los delfines amazónicos que hoy habitan las aguas dulces de América del Sur.
    N+1/T21
  • Detectan emisiones de radio similares a auroras sobre las manchas solares 22 marzo, 2024
    Los astrónomos han observado explosiones de radio duraderas similares a auroras sobre una mancha solar: el descubrimiento podría ayudarnos a comprender mejor al Sol, así como facilitar la identificación de estrellas distantes que producen emisiones de radio similares.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren un material que se hace más fuerte con cada golpe 22 marzo, 2024
    Un nuevo material elástico presenta una increíble "durabilidad adaptativa": cada vez que se cae o se golpea, su fuerza se incrementa y se vuelve más difícil de romper. Podría ser de gran utilidad en futuros dispositivos electrónicos como nuevos teléfonos móviles, relojes inteligentes o tabletas, que están continuamente expuestos a todo tipo de golpes. Además, […]
    Pablo Javier Piacente
  • El Arco de Gibraltar está migrando desde el Mediterráneo hacia el Atlántico 22 marzo, 2024
    Una zona de subducción que se origina en el Mediterráneo occidental se está moviendo desde la región franco-española hacia el sur. Actualmente está a la altura de la frontera entre España y Portugal y se propaga hacia el Atlántico bajo el Estrecho de Gibraltar.
    JGU/T21
  • Antiguas canoas revelan cómo los marinos del Neolítico surcaron el Mediterráneo 21 marzo, 2024
    Una nueva investigación liderada por Juan Gibaja, del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas (CSIC) de España, y publicada recientemente en la revista PLOS One, arroja luz sobre las primeras embarcaciones neolíticas en el Mediterráneo: las excavaciones en el pueblo de agricultores de la Edad de Piedra de La Marmotta, en Italia, han permitido recuperar cinco […]
    Pablo Javier Piacente
  • En los próximos meses, una "nueva estrella" iluminará el cielo nocturno 21 marzo, 2024
    Los científicos de la NASA han informado que durante este año el sistema estelar T Coronae Borealis podrá verse a simple vista en el cielo nocturno, luego de una violenta explosión cósmica que tendrá lugar en algún momento en los próximos seis meses. La “nueva estrella” en el cielo podrá apreciarse sin la ayuda de […]
    Pablo Javier Piacente
  • La Antártida puede perder su neutralidad y su actividad exclusivamente científica 21 marzo, 2024
    El cambio climático y la creciente demanda de recursos está sacudiendo de la Antártida como continente neutral y exclusivamente científico. La rivalidad entre potencias ha comenzado a hacerse presente en las costas antárticas.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los primeros recuerdos son solo reconstrucciones mentales 21 marzo, 2024
    Lejos de ser grabaciones fidedignas de la realidad, los primeros recuerdos son más bien un mosaico compuesto por experiencias reales, narrativas familiares y reconstrucciones mentales. A medida que crecemos, este mosaico se enriquece y se transforma, pero los fragmentos de nuestra primera infancia permanecen, en gran medida, como piezas imaginadas en un rompecabezas de la […]
    Redacción T21
  • Los vínculos sociales alinean a las personas en la misma longitud de onda 20 marzo, 2024
    El vínculo social mejora el intercambio de información y sincroniza las actividades cerebrales entre el líder de un grupo y sus seguidores, colocando a todo el grupo en la misma longitud de onda cerebral, según un nuevo estudio de sincronización neuronal.
    Pablo Javier Piacente