Macular Degeneration

Científicos de la Universidad Johns Hopkins han descubierto que la visión nítida se desarrolla en los humanos durante las primeras etapas del desarrollo fetal gracias a la interacción entre un derivado de la vitamina A y las hormonas tiroideas en la retina.

Estos hallazgos podrían cambiar décadas de comprensión convencional sobre cómo el ojo crece las células sensibles a la luz y podrían informar nuevas investigaciones sobre tratamientos para la degeneración macular, el glaucoma y otros trastornos de la visión relacionados con la edad.

Los detalles del estudio, que utilizó tejido retiniano cultivado en laboratorio, se publicaron hoy en Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Este es un paso clave para comprender el funcionamiento interno del centro de la retina, una parte crítica del ojo y la primera en fallar en personas con degeneración macular», dijo Robert J. Johnston Jr., profesor asociado de biología en Johns Hopkins, quien dirigió la investigación. «Al comprender mejor esta región y desarrollar organoides que imiten su función, esperamos algún día cultivar y trasplantar estos tejidos para restaurar la visión».

En los últimos años, el equipo pionero un nuevo método para estudiar el desarrollo del ojo utilizando organoides, pequeños grupos de tejido cultivados a partir de células fetales. Al monitorear estas retinas cultivadas en laboratorio durante varios meses, los investigadores descubrieron los mecanismos celulares que dan forma a la fóveola, una región central de la retina responsable de la visión nítida.

Su investigación se centró en las células sensibles a la luz que permiten la visión diurna. Estas células se desarrollan en conos azules, verdes o rojos que tienen sensibilidad a diferentes tipos de luz. Aunque la fóveola comprende solo una pequeña fracción de la retina, representa aproximadamente el 50% de la percepción visual humana. La fóveola contiene conos rojos y verdes, pero no conos azules, que se distribuyen más ampliamente por el resto de la retina.

Los humanos son únicos al tener estos tres tipos de conos para la visión del color, lo que permite a las personas ver un amplio espectro de colores que son relativamente raros en otros animales. Cómo los ojos crecen con esta distribución de células ha desconcertado a los científicos durante décadas. Los ratones, los peces y otros organismos comúnmente utilizados para la investigación biológica no tienen este patrón de células, lo que dificulta el estudio de las células fotorreceptoras, según Johnston.

El equipo de Johns Hopkins concluyó que la distribución de los conos en la fóveola resulta de un proceso coordinado de especificación y conversión del destino celular durante el desarrollo temprano. Inicialmente, un número escaso de conos azules están presentes en la fóveola entre las semanas 10 y 12. Pero, a la semana 14, se transforman en conos rojos y verdes. El patrón ocurre a través de dos procesos, según el nuevo estudio. Primero, una molécula derivada de la vitamina A llamada ácido retinoico se descompone para limitar la creación de conos azules. En segundo lugar, las hormonas tiroideas fomentan la conversión de los conos azules en conos rojos y verdes.

«Primero, el ácido retinoico ayuda a establecer el patrón. Luego, la hormona tiroidea juega un papel en la conversión de las células restantes. Esto es muy importante porque si tienes esos conos azules, no ves tan bien», dijo Robert J. Johnston Jr., profesor asociado de biología de la Universidad Johns Hopkins.

Los hallazgos ofrecen una perspectiva diferente a la teoría predominante de que los conos azules migran a otras partes de la retina durante el desarrollo. En cambio, los datos sugieren que estas células se convierten para lograr una distribución óptima de los conos en la fóveola.

«El modelo principal en el campo desde hace unos 30 años era que de alguna manera los pocos conos azules que obtienes en esa región simplemente se apartan del camino, que estas células deciden lo que van a ser y permanecen de este tipo de célula para siempre», dijo Johnston. «Realmente no podemos descartarlo todavía, pero nuestros datos respaldan un modelo diferente. Estas células realmente se convierten con el tiempo, lo cual es realmente sorprendente».

Estos conocimientos podrían allanar el camino para nuevas terapias para la pérdida de visión. Johnston y su equipo están trabajando para refinar sus modelos de organoides para replicar mejor la función de la retina humana. Estos avances podrían conducir a mejores fotorreceptores y posibles tratamientos celulares para enfermedades oculares como la degeneración macular, que no tienen cura, dijo Katarzyna Hussey, exalumna de doctorado que se graduó del laboratorio de Johnston.

«El objetivo al utilizar esta tecnología de organoides es eventualmente crear una población de fotorreceptores casi a medida. Una gran vía de potencial es la terapia de reemplazo celular para introducir células sanas que puedan reintegrarse en el ojo y potencialmente restaurar la visión perdida», dijo Hussey, quien ahora es bióloga molecular y celular en la empresa de terapia celular CiRC Biosciences en Chicago. «Estos son experimentos a muy largo plazo y, por supuesto, necesitaríamos optimizaciones para la seguridad y los estudios de eficacia antes de pasar a la clínica. Pero es un camino viable».