Retinas humanas cultivadas en una placa de Petri explican cómo se desarrolla la visión del color.
Los biólogos de la Universidad Johns Hopkins cultivaron retinas humanas partiendo de cero para determinar cómo se fabrican las células que permiten a las personas ver en color.
El trabajo, que se publicará en la revista Science, sienta las bases para desarrollar terapias para enfermedades oculares como la ceguera al color y la degeneración macular. También dispone de «organoides humanos» creados en el laboratorio como un modelo para estudiar el desarrollo humano a nivel celular.
«Todo lo que examinamos se ve como un ojo que se desarrolla normalmente; simplemente crece en una placa de cultivo», dijo Robert Johnston, un especialista en Biología del desarrollo en la Johns Hopkins. «Disponemos de un modelo que se puede manipular sin estudiar directamente a los humanos».
El laboratorio de Johnston explora cómo se determina el destino de una célula, o lo que sucede en el útero para convertir una célula en desarrollo en un tipo específico de célula, un aspecto de la biología humana que es en gran parte desconocido.
Aquí, él y su equipo se centraron en las células que permiten que las personas vean azul, rojo y verde, los tres fotorreceptores llamados conos del ojo humano.
Si bien la mayor parte de la investigación sobre la visión se realiza en ratones y peces, ninguna de esas especies tiene la dinámica visión diurna y en color de los humanos. Así que el equipo de Johnston creó los ojos humanos que necesitaban, a partir de células madre.
«La visión del color tricromático nos diferencia de la mayoría de los otros mamíferos», dijo la autora principal Kiara Eldred, una estudiante graduada de la Johns Hopkins. «Nuestra investigación está tratando de averiguar qué caminos toman estas células para brindarnos esa visión especial del color».
A lo largo de los meses, a medida que las células crecieron en el laboratorio y se convirtieron completamente en retinas, el equipo encontró que primero se plasmaron las células que detectan el azul, seguidas de las que detectan el rojo y el verde. En ambos casos, encontraron que la clave del interruptor molecular era el flujo y reflujo de la hormona tiroidea. Es importante destacar que el nivel de esta hormona no estaba controlado por la glándula tiroides, que por supuesto no está en la placa de cultivo, sino completamente por el ojo.
Al comprender cómo la cantidad de hormona tiroidea determinaba si las células se volvían azules o rojas y verdes, el equipo pudo manipular el resultado, creando retinas que, si formaban parte de un ojo humano completo, solo verían el azul y las que solo podrían ver verde y rojo.
El hallazgo de que la hormona tiroidea es esencial para crear conos rojo-verdes brinda una idea de por qué los bebés prematuros, que han disminuido los niveles de hormona tiroidea debido a que carecen del alimento materno, tienen una mayor incidencia de trastornos de la visión.
«Si podemos responder qué lleva a una célula a su fase terminal, estaremos más cerca de poder restaurar la visión del color de las personas que tienen los fotorreceptores dañados», dijo Eldred. «Esta es una pregunta realmente hermosa, tanto visual como intelectualmente: ¿qué es lo que nos permite ver el color?»
Estos hallazgos son un primer paso para el laboratorio. En el futuro, les gustaría usar los organoides para aprender aún más sobre la visión del color y los mecanismos involucrados en la creación de otras regiones de la retina, como la mácula. Dado que la degeneración macular es una de las principales causas de ceguera en las personas, comprender cómo cultivar una nueva mácula podría llevar a tratamientos clínicos.
«Lo emocionante es que nuestro trabajo establece los organoides humanos como un sistema modelo para estudiar los mecanismos del desarrollo humano», dijo Johnston. «Lo que está impulsando el límite aquí es que estos organoides tardan nueve meses en desarrollarse igual que un bebé humano. Entonces, lo que realmente estamos estudiando es el desarrollo fetal».
Traducción: Asociación Mácula Retina.
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