Un nuevo estudio sobre la visión descubre un modelo prometedor para restaurar la función de los conos mediante IRMf
fMRI son las siglas de imágenes de resonancia magnética funcional. Es una técnica de diagnóstico por imágenes no invasiva que mide la actividad cerebral mediante la detección de cambios en el flujo sanguíneo. En este contexto, la resonancia magnética funcional se utiliza como una herramienta para estudiar el sistema visual.
En las retinas humanas, los conos son células fotorreceptoras cruciales para la visión del color, la percepción diurna y la nitidez visual. Gustavo D. Aguirre y William A. Beltrán, científicos de la División de Terapias Experimentales de la Retina en la Facultad de Veterinaria de la Universidad de Pensilvania, han dedicado décadas a investigar las enfermedades hereditarias de la retina. Previamente, demostraron la posibilidad de restaurar la función de los conos al reintroducir una copia normal del gen en estas células fotorreceptoras.
Las enfermedades de la retina afectan tanto a humanos como a perros. En un nuevo estudio sobre la visión diurna realizado con modelos caninos, se ofrece una perspectiva fundamental para evaluar la eficacia de los reemplazos celulares. Según Beltrán, Catedrático de Oftalmología Corinne R. y Henry Bower, «introducir conos en las retinas de estos perros podría ser un método eficaz para restaurar la visión de los conos».
Beltrán y Gustavo Aguirre colaboraron con investigadores como el neurocientífico cognitivo Geoffrey K. Aguirre, catedrático de neurología en la Facultad de Medicina Perelman, fusionando conocimientos sobre el sistema retiniano y mediciones cerebrales. Utilizando imágenes de resonancia magnética funcional (IRMf), evaluaron las respuestas cerebrales a luces que estimulan exclusivamente las células cónicas en perros con tres tipos diferentes de enfermedades naturales de la retina, así como en perros con visión normal.
Los investigadores descubrieron que la IRMf es capaz de detectar las respuestas cerebrales tanto a la visión diurna en blanco y negro como a la visión en color. Además, puede identificar la región de la corteza visual que responde a la estimulación de una región retiniana canina rica en conos, similar a la fóvea humana. También han descubierto que esta técnica puede medir el grado relativo de pérdida de visión diurna. Al aplicar esta técnica a animales con una enfermedad retiniana causada por una mutación en el gen NPHP5, demostraron que la terapia de aumento génico restauraba la respuesta en la corteza a la estimulación en blanco y negro. Esto posiciona a esta enfermedad como un campo prometedor para investigar la sustitución de células fotorreceptoras como posible tratamiento en el futuro.
Sus descubrimientos han sido publicados en Translational Vision Science & Technology. Los otros coautores incluyen a Huseyin O. Taskin, quien anteriormente fue especialista de investigación en Pennsylvania en el laboratorio de GKAguirre y actualmente es estudiante de posgrado en la Universidad de Toronto, y Jacqueline Wivel, técnica veterinaria.
«Los modelos caninos son valiosos para estudiar enfermedades de la retina debido a su presentación natural de diversos trastornos genéticos. Nuestro objetivo primordial es demostrar la efectividad del tratamiento en estos caninos antes de aplicarlo en pacientes humanos», declara Taskin, el primer autor. Gustavo Aguirre añade: «La esperanza es que los enfoques terapéuticos exitosos en humanos estén disponibles también para veterinarios, beneficiando así a los compañeros caninos de las personas».
Geoffrey Aguirre explica: «El propósito del estudio fue evaluar cómo la información sobre la visión diurna llega al sistema visual en distintas manifestaciones de estas enfermedades retinianas en perros.» Este conocimiento resulta crucial, explica, ya que determinar la eficacia de un tratamiento para la enfermedad de la retina requiere comprender la función visual previa al tratamiento.
Beltrán sostiene que este estudio demuestra la capacidad de la terapia génica para restaurar la función de los conos, al analizar un modelo animal que carece de función cononular y muestra mejoría. Explica que en la enfermedad causada por la mutación NPHP5, aunque los conos están presentes, no son funcionales. Los animales afectados nacen con ceguera diurna y, aunque inicialmente tienen algo de visión nocturna debido a los bastones, estos fotorreceptores mueren después de unos meses, dejando a los perros completamente ciegos al cabo de un año.
En investigaciones previas, se han evaluado las respuestas a estímulos mediante electrorretinografía y pruebas de comportamiento visual, que, según Beltrán, pueden requerir semanas o incluso meses de adiestramiento canino. Geoffrey Aguirre destaca la importancia del uso de la IRMf en este estudio por su rapidez y simplicidad en comparación con las mediciones de comportamiento, además de no ser invasiva. Taskin también apunta que ni las pruebas de comportamiento visual ni la electrorretinografía ofrecen certeza sobre la actividad en el córtex visual.
Un estudio previo demostró que la terapia génica retiniana en la amaurosis congénita de Leber está asociada con la restauración de las respuestas fMRI en la corteza visual canina. Sin embargo, la naturaleza de dicho estudio implicaba que tanto las respuestas de los bastones como las de los conos podrían haber contribuido a la actividad cortical. El nuevo estudio amplía este conocimiento al estimular específicamente los conos, proporcionando una visión más detallada de las enfermedades de la retina.
Huseyin O. Taskin es un antiguo especialista en investigación del Departamento de Neurología de la Facultad de Medicina Perelman y actual doctorando en Ciencias Médicas de la Universidad de Toronto.
Jacqueline Wivel es técnica veterinaria titulada en la Facultad de Veterinaria de la Universidad de Pensilvania.
Gustavo D. Aguirre es profesor de genética médica y oftalmología en el Departamento de Ciencias Clínicas y Medicina Avanzada de Penn Vet.
William A. Beltran es catedrático de Oftalmología Corinne R. y Henry Bower y director de la División de Terapias Experimentales de la Retina en el Departamento de Ciencias Clínicas y Medicina Avanzada de Penn Vet.
Geoffrey K. Aguirre es catedrático de neurología, director asociado del Penn Center for Neuroscience and Society y director asociado de la residencia de neurología en el Departamento de Neurología de Penn Medicine.
Imagen: Ilustración de la actividad fMRI en el área visual del cerebro de un perro, expandida para mostrar los surcos y circunvoluciones cerebrales. (Imagen: Cortesía de Huseyin O. Taskin)
Traducción: Asociación Mácula Retina
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