Científicos desarrollan un modelo terapéutico para tratar enfermedades oculares incurables
Investigadores del NEI han trasplantado con éxito células de microglía humana en la retina de ratones para crear un modelo que podría utilizarse para probar nuevos tratamientos para enfermedades oculares incurables.
Las microglías son las células inmunitarias innatas del sistema nervioso central, que incluye la retina, y desempeñan funciones esenciales en el desarrollo normal de los nervios y las conexiones nerviosas (sinapsis). Pero también pueden pasar a desempeñar un papel más nocivo: impulsar el desarrollo de enfermedades cerebrales y oculares, como la degeneración macular asociada a la edad (DMAE), el glaucoma, la retinopatía diabética y la uveítis (inflamación del ojo). En condiciones normales, la microglía controla los cambios ambientales para mantener el funcionamiento normal de la retina. En condiciones patológicas, responden rápidamente a las lesiones, pero también pueden activarse de forma inadecuada, crecer en número y migrar a los tejidos circundantes.
«Nuestra comprensión de la función de la microglía procede principalmente de estudios con roedores, debido a la dificultad de obtener tejido humano y aislar la microglía de estos tejidos. Pero existen diferencias genéticas y funcionales entre la microglía de los ratones y la de los seres humanos, por lo que estos estudios pueden no representar con exactitud muchas patologías humanas», afirma el autor principal, el doctor Wenxin Ma, biólogo de la Sección de Neurofisiología de la Retina del NEI.
«Para solucionar este problema, los investigadores han estado cultivando microglía humana a partir de células madre humanas. Queríamos dar un paso más y ver si podíamos trasplantar microglía humana a la retina del ratón, para que sirviera de plataforma de cribado de fármacos terapéuticos y para explorar el potencial del trasplante de microglía como terapia en sí», añade el autor principal Wai Wong, Vicepresidente de Enfermedades de la Retina de Janssen Research and Development LLC, California (EE.UU.).
Para probar su método, los investigadores cultivaron microglía a partir de un tipo de células madre denominadas células madre pluripotentes inducidas humanas (hiPSC). Realizaron una serie de pruebas para comprobar que sus células de microglía cultivadas funcionaban como células inmunitarias típicas y, a continuación, las trasplantaron a la retina de ratones. En primer lugar, utilizaron un fármaco para eliminar la población existente de células microgliales y, a continuación, trasplantaron las nuevas células etiquetadas en su lugar. A los cuatro y ocho meses del trasplante, las células microgliales humanas habían migrado a la retina, estaban bien distribuidas y se comportaban como debe ser: respondiendo a las señales químicas del ojo. Además, la introducción de células microgliales hiPSC no tuvo efectos negativos en las células circundantes de la retina.
Una vez demostrado que estas microglías hiPSC trasplantadas se integran sin problemas en la población de microglía existente en el ratón, el equipo comprobó si las células trasplantadas tenían una reacción inmunitaria normal a las lesiones celulares de la retina. Comprobaron que las células se comportaban exactamente igual que la microglía residente en el ratón: migraban al espacio subretiniano para situarse cerca de las células dañadas. Esto dejó un número menor de microglías humanas en su ubicación original, pero las microglías trasplantadas se repusieron rápidamente y dejaron de multiplicarse una vez que volvieron a su número original.
Una función importante de la microglía es fagocitar las células enfermas en un proceso denominado fagocitosis. La microglía trasplantada no sólo se desplazó a las zonas dañadas, sino que también fagocitó los fotorreceptores dañados. Esto sugiere que las células trasplantadas reflejaban las funciones normales de la microglía residente en el ojo.
Una limitación del estudio es la incertidumbre en torno a su afirmación de que las microglías generadas a partir de hiPSC son maduras y, por tanto, comparables a las células de microglía maduras derivadas de humanos. Según la revisión pública de eLife, para poder afirmar que se trata de microglía humana madura es necesario realizar más estudios, como llevar a cabo un análisis comparativo con datos de expresión génica de microglía humana primaria disponibles públicamente.
«Comprender la función de las células microgliales es esencial para investigar los mecanismos de las enfermedades e identificar dianas precisas para tratar las enfermedades degenerativas de la retina», explica el autor principal Wei Li, investigador principal de la Sección de Neurofisiología de la Retina del Instituto Nacional del Ojo de los Institutos Nacionales de Salud. «Nuestro modelo proporciona una nueva forma de estudiar las funciones de la microglía humana dentro de los mecanismos de las enfermedades y una plataforma para evaluar los posibles efectos terapéuticos de los trasplantes de células de microglía procedentes de diversos pacientes.»
Imagen: estudio en el que se trasplantaron microglías cultivadas en laboratorio de origen humano (de color verde) en la retina de ratones, junto con las microglías nativas del ratón (de color magenta). Las microglías son células del sistema nervioso central que actúan como células inmunitarias y se encargan de proteger el cerebro y la retina de infecciones y lesiones. El estudio muestra cómo las microglías trasplantadas y las nativas trabajan juntas para reconstruir una red inmunológica local en la retina del ratón. Creditos: Wenxin Ma, Robert Fariss, Wai Wong, y Wei Li.
Traducción: Asociación Mácula Retina
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