Un trasplante de células restaura la visión de ratones ciegos

Hasta ahora, los investigadores habían reemplazado los fotorreceptores moribundos en modelos animales fabricando células madre de la piel o las células sanguíneas, programando esas células madre para que se conviertan en fotorreceptores , que se trasplantan a la zona posterior del ojo .

Pero, en el nuevo estudio, los científicos muestran que es posible omitir el paso intermedio de células madre y reprogramar directamente las células de la piel en fotorreceptores para su posterior trasplante a la retina.

«Este es el primer estudio que muestra que la reprogramación química directa puede producir células similares a la retina , lo que nos brinda una estrategia nueva y más rápida para desarrollar terapias para la degeneración acular relacionada con la edad y otros trastornos de la retina causados por la pérdida de fotorreceptores», señala Anand Swaroop , investigador del estudio.

«El beneficio inmediato será la capacidad de desarrollar rápidamente modelos de enfermedad para que podamos estudiar los mecanismos de esta patología. La nueva estrategia también nos ayudará a diseñar mejores enfoques de reemplazo celular», afirma.

Los científicos han estudiado las células madre pluripotentes inducidas (iPS) durante la última década. Las células IPs se cultivan en un laboratorio a partir de células adultas, en lugar de tejido fetal, y se pueden usar para producir casi cualquier tipo de célula o tejido de reemplazo.

Sin embargo, los protocolos de reprogramación de células iPS pueden demorarse seis meses hasta que las células o los tejidos estén listos para el trasplante. Por el contrario, la reprogramación directa descrita en este trabajo logró que las células de la piel se convirtieran en fotorreceptores funcionales listos para el trasplante en solo 10 días . Los investigadores demostraron su técnica en ojos de ratón, utilizando células de piel derivadas de ratones y humanos.

«Nuestra técnica va directamente de las células de la piel al fotorreceptor sin la necesidad de células madre como paso intermedio », explica la investigadora principal del estudio, Sai Chavala , presidenta de CIRC Therapeutics.

La reprogramación directa implica bañar las células de la piel en un cóctel de cinco compuestos de moléculas pequeñas que juntas median químicamente las vías moleculares relevantes para el destino de la célula fotorreceptora de barra. El resultado son fotorreceptores de barras que imitan las barras nativas en apariencia y función.

Los investigadores trasplantaron las células en ratones con degeneración retiniana y luego probaron sus reflejos pupilares, que es una medida de la función del fotorreceptor después del trasplante. En condiciones de poca luz, la constricción de la pupila depende de la función del fotorreceptor de la barra. Dentro de un mes de trasplante, seis de 14 (43%) animales mostraron una constricción pupilar robusta bajo poca luz en comparación con ninguno de los controles no tratados.

Además, los ratones tratados con constricción de la pupila tenían significativamente más probabilidades de buscar y pasar tiempo en espacios oscuros en comparación con los ratones tratados sin respuesta de la pupila y controles no tratados. La preferencia por los espacios oscuros es un comportamiento que requiere visión y refleja la tendencia natural del ratón a buscar lugares seguros y oscuros en lugar de los claros.

«Incluso los ratones con degeneración de retina severamente avanzada, con pocas posibilidades de tener fotorreceptores vivos restantes, respondieron al trasplante . Tales hallazgos sugieren que las mejoras observadas se debieron a los fotorreceptores fabricados en laboratorio y no a un efecto auxiliar que apoyó la salud del huésped fotorreceptores existentes», confirma el primer autor del estudio, Biraj Mahato.

Tres meses después del trasplante, los estudios de inmunofluorescencia confirmaron la supervivencia de los fotorreceptores de laboratorio , así como sus conexiones sinápticas a las neuronas en la retina interna.