Células ganglionares creadas en ratones en un intento por reparar ojos enfermos

Resumen: Los investigadores indujeron células no neurales que imitan a las células ganglionares en los ojos de los ratones, lo que reduce de manera efectiva el impacto de ciertas enfermedades oculares. A continuación, esperan replicar su técnica en humanos para ayudar a restaurar la visión perdida debido a enfermedades oculares.

Fuente: Universidad de Washington

Mientras que los peces, los reptiles e incluso algunas aves pueden regenerar las células dañadas del cerebro, los ojos y la médula espinal, los mamíferos no pueden. Por primera vez, se indujo a células no neuronales a imitar células ganglionares específicas en los ojos de ratones.

La esperanza es que algún día este avance pueda crear un nuevo camino para tratar una variedad de enfermedades neurodegenerativas, incluido el glaucoma, la degeneración macular y la enfermedad de Parkinson.

Un equipo de Medicina de la UW dirigido por Tom Reh, profesor de estructura biológica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, había demostrado previamente que las neuronas podían ser extraídas de las células gliales en el tejido de la retina de los ratones. Ahora han refinado el proceso para producir células específicas.

“Solo pudimos hacer principalmente un tipo de neurona: la neurona bipolar”, dijo Reh. “Y como diríamos en ese momento, ‘podemos hacer el único tipo de neurona que nadie pierde por una enfermedad'”.

“Entonces, si bien fue bastante sorprendente, tampoco fue muy relevante clínicamente. Desde entonces, hemos estado tratando de averiguar si podemos hacer más retoques con este proceso en los mamíferos y ver si podemos expandir ese repertorio de tipos de neuronas que se pueden regenerar”.

Un artículo que describe los resultados apareció el 23 de noviembre en Avances de la ciencia. El investigador posdoctoral Levi Todd y el estudiante graduado Wesley Jenkins en el laboratorio de Reh son los coautores principales del artículo.

Durante los últimos tres años, los investigadores han estudiado proteínas llamadas factores de transcripción en vertebrados, como el pez cebra, que tienen capacidades regenerativas. Los factores de transcripción son proteínas que se unen al ADN y regulan la actividad de los genes. Esto, a su vez, controla la producción de proteínas que determinan la estructura y función de una célula.

Anteriormente, el equipo aprendió a utilizar los factores de transcripción para devolver la glía a un estado más primitivo conocido como célula progenitora. Luego, un tratamiento adicional puede empujar a la célula progenitora en otras direcciones.

En este caso, intentaron crear células ganglionares de la retina, del tipo perdido por el glaucoma.

Este enfoque “podría tener una aplicabilidad realmente amplia porque el principio es que haces que la glía se convierta en una célula progenitora, pero ahora no dejas que la célula haga lo que quiera”, dijo Reh. “Lo controlas y lo canalizas a través de trayectorias de desarrollo específicas. Creo que será de aplicación general en otras áreas de la reparación del cerebro y la reparación de la columna”.

Crédito: Universidad de Washington

Todd dijo que los investigadores están haciendo un “libro de jugadas” de los factores de transcripción.

“Por lo general, cuando tienes una enfermedad como el Parkinson, las neuronas de dopamina mueren”, dijo. “Si tienes glaucoma, las células ganglionares mueren. Queremos descubrir cómo hacer que la glía se convierta en ese tipo específico de neurona”.

El equipo planea estudiar si el mismo proceso funcionará en tejido ocular humano y de mono. Reh dijo que el trabajo está en marcha y que otros equipos también están realizando investigaciones similares.

Esta imagen compuesta muestra tres células ganglionares teñidas de rojo, rosa y verde. Crédito: Levi Todd

“Espero que podamos demostrar en tres años que funciona en monos y humanos”, dijo Reh.

“Creo que somos pioneros en este enfoque para el campo, y otros están llegando ahora. No me sorprendería si no somos los primeros en encontrar la mezcla mágica para conos o la mezcla mágica para algún subtipo particular de célula ganglionar. Pero creo que establecemos el paradigma de cómo puede avanzar en esto y cómo puede ahora mejorarlo y refinarlo”.

El biólogo computacional Connor Finkbeiner, el becario postdoctoral Marcus J. Hooper, la investigadora universitaria Phoebe C. Donaldson, los investigadores postdoctorales Marina Pavlou, Juliette Wohlschlegel y Norianne Ingram, y Fred Rieke, profesor de fisiología y biofísica, también participaron en la investigación.

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Sobre esta noticia de investigación en neurociencia visual

Autor: Oficina de prensa
Fuente: Universidad de Washington
Contacto: Oficina de Prensa – Universidad de Washington
Imagen: La imagen se le atribuye a Levi Todd.

Investigacion original: Acceso abierto.
Reprogramación de la glía de Müller para regenerar células similares a ganglios en la retina de ratones adultos con factores de transcripción del desarrollo” por Levi Todd et al. Avances de la ciencia


Resumen

Reprogramación de la glía de Müller para regenerar células similares a ganglios en la retina de ratones adultos con factores de transcripción del desarrollo

Muchas enfermedades neurodegenerativas provocan la degeneración de tipos específicos de neuronas. Por ejemplo, el glaucoma provoca la muerte de las células ganglionares de la retina, dejando intactas otras neuronas. Las neuronas no se regeneran en el sistema nervioso central de los mamíferos adultos.

Sin embargo, en vertebrados no mamíferos, las células gliales se reprograman espontáneamente en progenitores neuronales y reemplazan las neuronas después de una lesión.

Recientemente hemos desarrollado estrategias para estimular la regeneración de neuronas funcionales en la retina de ratones adultos mediante la sobreexpresión del factor proneural Ascl1 en la glía de Müller.

Aquí, probamos factores de transcripción (TF) adicionales por su capacidad para dirigir la regeneración a tipos particulares de neuronas retinianas. Diseñamos ratones para expresar diferentes combinaciones de TF en Müller glia, incluidos Ascl1, Pou4f2, Islet1 y Atoh1.

Usando inmunohistoquímica, secuenciación de ARN de una sola célula, ensayo de una sola célula para la secuenciación de cromatina accesible por transposasa y electrofisiología, encontramos que las células similares a ganglios retinianos se pueden regenerar en la retina de ratón adulto dañada in vivo con sobreexpresión dirigida de células ganglionares retinianas en desarrollo TF.

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