Células retinales cultivadas in vitro ayudan con la ceguera: próximos ensayos clínicos

Las células retinales cultivadas a partir de células madre pueden llegar y comunicarse con los vecinos, según un nuevo estudio, completando un «apretón de manos» que puede mostrar que las células están listas para experimentos en humanos con trastornos oculares degenerativos.

Hace más de una década, investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison desarrollaron una forma de hacer crecer grupos organizados de células, llamados orgánulos, similares a la retina, el tejido sensible a la luz en la parte posterior del ojo. Engatusaron a las células de la piel humana reprogramadas para actuar como células madre para convertirse en capas de varios tipos de células retinales sensibles a la luz y, finalmente, transmitir lo que vemos al cerebro.

«Queríamos usar células de esos orgánulos como piezas de repuesto para los mismos tipos de células que se pierden en el curso de las enfermedades de la retina», dice. mermelada de david, Profesor de Oftalmología de la UW-Madison y director del Instituto de Investigación del Ojo McPherson, cuyo laboratorio desarrolló los organoides. «Pero después de crecer en una placa de laboratorio durante varios meses como grupos compactos, la pregunta seguía siendo: ¿las células se comportarán adecuadamente después de que las separemos? Porque esa es la clave para que entren en el ojo de un paciente».

Durante 2022, los colaboradores de Gamm y UW-Madison publicaron estudios que demuestran que los platos cultivados Las células de la retina llamadas fotorreceptores responden como las de una retina sana en diferentes longitudes de onda e intensidades de luz, y una vez separado de las células vecinas en su composición, Pueden llegar a nuevos vecinos. Con distintos cordones biológicos llamados axones.

dice Gam, cuyos nuevos hallazgos sobre la comunicación exitosa de célula a célula se publicarán esta semana en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

Las células de la retina y el cerebro se comunican a través de sinapsis, que son pequeños espacios en los extremos de las cuerdas. Para asegurarse de que las células de la retina cultivadas en el laboratorio tuvieran el potencial de reemplazar las células enfermas y llevar información sensorial además de las células sanas, los investigadores necesitaban demostrar su capacidad para hacer sinapsis.

Xinyu Zhao, profesor de neurociencia en UW-Madison y coautor del nuevo estudio, trabajó con células en el laboratorio de Gamm para ayudar a estudiar su capacidad para formar conexiones sinápticas. Lo hicieron mediante el uso de un virus de la rabia modificado para identificar pares de células que podrían formar una forma de comunicarse entre sí.

El equipo de investigación, que incluía a estudiantes de posgrado y coautores del estudio, Allison Ludwig y Stephen Meyerle, dividió los orgánulos de la retina en células individuales, les dio una semana para expandir sus axones y hacer nuevas conexiones, los expuso al virus y luego los tomó con un vistazo. Lo que vieron fueron muchas células retinianas marcadas con fluorescencia, lo que indica que una infección de rabia había afectado a uno a través de sinapsis que se habían formado con éxito entre vecinos.

Adaptando la tecnología para tratar los trastornos oculares humanos con base en los descubrimientos de UW-Madison, dice Jam, quien patentó los compuestos orgánicos y cofundó Opsis Therapeutics en Madison. «Todo esto conduce, eventualmente, a ensayos clínicos en humanos, que es el próximo paso obvio».

Habiendo confirmado la presencia de sinapsis, los investigadores analizaron las células involucradas y encontraron que los tipos más comunes de células retinianas que forman sinapsis eran fotorreceptores (bastones y conos) que se pierden en enfermedades como la retinosis pigmentaria y la degeneración macular relacionada con la edad. . Como en algunas lesiones oculares. El segundo tipo de célula más común, las células ganglionares de la retina, degenera en los trastornos del nervio óptico, como el glaucoma.

«Esta fue una revelación importante para nosotros», dice Jam. «Realmente muestra el amplio impacto potencial que pueden tener estos orgánulos retinianos».

Esta investigación fue financiada con subvenciones federales de los Institutos Nacionales de la Salud (U01EY027266, U24EY029890, MH116582, U54HD090256, P50HD105353 y F30EY031230), el Departamento de Defensa (W81XWH-20-1-0655), la Cátedra Sandra Lemke Trout en Investigación Oftalmológica y RRF Emmett A. Modestos Distinguidos Directores de McPherson ERI.