Estrés oxidativo e hipoxia afectan a la DMAE
La contribución del estrés oxidativo al desarrollo de la degeneración macular relacionada con la edad (DMAE) no se comprende en su totalidad. En este estudio, se demuestra que el estrés oxidativo y la hipoxia promueven sinérgicamente la acumulación del factor inducible por hipoxia (HIF)-1α en el epitelio pigmentario de la retina, contribuyendo al desarrollo de la neovascularización coroidea (NVC). Sin embargo, un aumento de HIF-1α en las células fotorreceptoras de la retina expuestas al estrés oxidativo redujo la muerte celular, un evento temprano en el desarrollo de la atrofia geográfica. Estas observaciones proporcionan una explicación molecular de cómo el estrés oxidativo puede influir simultáneamente en si un paciente con DMAE desarrolla NVC o atrofia geográfica y sugieren además que la modulación de HIF-1α podría ser un enfoque terapéutico efectivo para prevenir la progresión a DMAE avanzada.
La colaboración entre investigadores oftalmológicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Colorado y la Universidad Johns Hopkins profundiza en la comprensión de cómo el estrés oxidativo influye en el desarrollo de la neovascularización coroidea (NVC) en pacientes con degeneración macular asociada a la edad (DMAE).
Para estudiar los roles del estrés oxidativo -un trastorno en el que el organismo carece de antioxidantes- y la hipoxia en la progresión de la DMAE, los investigadores de la Universidad Johns Hopkins recurrieron a CellSight, el programa de investigación de células madre y regeneración ocular en el Departamento de Oftalmología de la Universidad de Colorado, para obtener herramientas que les permitan explorar condiciones específicas relevantes para la DMAE.
Utilizando células madre pluripotentes inducidas humanas, un tipo de células madre generadas o inducidas a partir de células obtenidas de la piel o la sangre de una persona adulta, los investigadores de CellSight pueden recrear tejido retiniano humano en el laboratorio.
«Generamos organoides retinianos, que pueden describirse como mini-retinas en una placa de Petri, que imitan la organización celular de la retina humana y son capaces de responder a la luz», explica Miguel Flores-Bellver, Ph.D., investigador de CellSight y profesor asistente de oftalmología.
«También contamos con otra herramienta, el tejido del epitelio pigmentario retiniano, también derivado de células madre. Al someter estos organoides retinianos y los tejidos del epitelio pigmentario retiniano a estrés oxidativo e hipoxia, podemos imitar condiciones patológicas que favorecen el desarrollo de la DMAE y contribuir a la investigación que están llevando a cabo nuestros colegas en Johns Hopkins».
La investigación, publicada en las Proceedings of the National Academy of Sciences, supone un paso adelante en la comprensión de la DMAE, una de las principales causas de discapacidad visual en todo el mundo, y destaca el papel vital que los organoides retinianos pueden desempeñar en la búsqueda de un tratamiento para millones de personas diagnosticadas con esta enfermedad discapacitante.
Impacto de los organoides de retina en la investigación
El sistema de mini retina humana desarrollado por los investigadores de CellSight en 2014 se convirtió rápidamente en un hito en el campo de las células madre y el modelado de enfermedades de la retina. El esfuerzo más reciente con investigadores de Johns Hopkins permitió a los miembros de la facultad de la CU mostrar una vez más la gama de aplicaciones y el impacto que su tecnología de organoides de retina tiene en la investigación oftalmológica, mediante el control de las condiciones en las que se encuentran los organoides. En este caso, se trataba de limitar la cantidad de oxígeno para imitar una situación de hipoxia.
«Es un sistema muy ajustable», explica Flores-Bellver sobre el proceso utilizado para cultivar los organoides. «Al inducir la hipoxia, ayudó a desencadenar mecanismos que nos permitieron identificar posibles formas de prevenir el desarrollo o la progresión de la enfermedad».
La capacidad de imitar las condiciones asociadas a la DMAE es significativamente útil para los investigadores, añade la directora de CellSight, la doctora Valeria Canto-Soler, profesora asociada de oftalmología y titular de la Cátedra Familiar Doni Solich de Investigación en Células Madre Oculares.
«Es muy significativo poder utilizar de forma tangible estos sistemas y confirmar que tienen la capacidad de imitar mecanismos implicados en enfermedades humanas», afirma. «También nos da una idea de otros mecanismos que podrían llegar a manipularse para descubrir nuevos tratamientos para la DMAE».
Una asociación perfecta
Canto-Soler y Flores-Bellver afirman que el trabajo con Johns Hopkins encaja a la perfección. El estudio concluye que «debe mantenerse un cuidadoso equilibrio de los niveles del factor inducible por hipoxia para prevenir la pérdida de visión en los ojos de los pacientes con DMAE» y que la modulación del factor inducible por hipoxia puede ser un enfoque terapéutico eficaz para el tratamiento o la prevención de la DMAE.
Silvia Aparicio-Domingo y Timothy Domashevich, miembros de CellSight, también han contribuido al estudio. El equipo espera que este trabajo permita a los investigadores de la DMAE y, en última instancia, a los pacientes que padecen la enfermedad, realizar más avances.
«Necesitamos saber más sobre la DMAE porque es la principal causa de ceguera en el mundo desarrollado, y las previsiones indican que en la próxima década habrá aún más personas afectadas», afirma Flores-Bellver. «Nuestro objetivo en CellSight es seguir descubriendo los mecanismos que contribuyen a la progresión de la enfermedad para que algún día podamos detenerla».
«Es emocionante», dice Canto-Soler sobre la investigación. «La posibilidad de encontrar curas para los pacientes es lo que nos motiva a ponernos a trabajar cada día».
Traducción: Asociación Mácula Retina
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