LOS CIEN
En un laboratorio de la Universidad Johns Hopkins, pequeños fragmentos de ojos humanos crecen en un plato. Si bien el crecimiento de globos oculares es una maravilla técnica en sí misma, esta creación tiene un propósito compuesto. En un nuevo estudio publicado en la revista. Ciencia, los científicos generaron estos organoides para comprender por qué podemos ver el color y aprender cómo ayudar a las personas que no pueden.
Cuando uno piensa en un ojo, es probable que piense en la forma completa y bulbosa: la lente, un iris; El cuerpo vítreo. Estos organoides retinianos no son eso. Técnicamente, son retinas que crecen a partir de células madre humanas, glóbulos del tejido blanco que recubre la parte posterior del ojo.
En el estudio, publicado el jueves, la estudiante graduada de la Universidad Johns Hopkins Kiara Eldred y su equipo revelan por qué estas retinas son tan importantes. Los humanos tienen tres tipos de células detectoras de color, fotorreceptores en forma de cono que detectan la luz roja, verde o azul. Pero los mecanismos detrás de por qué esto no se ha entendido completamente. Aquí, el equipo descubrió que las células azules se desarrollan primero, y luego las células rojas y verdes. Aprender el tiempo de estas formaciones celulares fue un hallazgo novedoso y tenía sentido, considerando que nosotros y otros primates tenemos algo que se llama visión tricromática en color.
"Como científico, creo que debes sentir pasión por lo que estás haciendo y una conexión con tu organismo", dice Eldred, creador de organoides. Inverso. “Me preocupé por los organoides todos los días al principio y luego cada dos días a medida que crecían. En el laboratorio, mis coautores y yo nos referimos a ellos como nuestros bebés porque tenemos que cuidarlos todo el tiempo ".
“La mayoría de los mamíferos solo pueden ver en dos espectros de color, solo ven azul y verde”, explica Eldred. “Podemos ver azul, verde y rojo. Debido a la visión del color, podemos recibir una gran cantidad de información valiosa sobre el mundo que nos rodea ".
Se especula que los primates como los chimpancés y los humanos pueden ver el rojo porque la capacidad de los primeros homínidos para encontrar frutos maduros entre los fondos de hojas verdes. Mientras tanto, otros mamíferos como los perros y los gatos ven colores más débiles y menos.
El hecho de darse cuenta de que algo provocaba la sincronización del crecimiento de las células azul, roja y verde también planteaba un misterio: ¿Qué mecanismo causó la creación de estos tres tipos de células cónicas? Para resolverlo, después de dirigir a las células madre para que se conviertan en tejido de la retina, un proceso en el que a veces los científicos terminan creando tejido cerebral y el tejido de la retina porque, después de todo, los fotorreceptores son técnicamente neuronas, los investigadores comenzaron a probar una serie de Genes implicados en la función de la hormona tiroidea, que interviene en el crecimiento y la diferenciación celular.
El trabajo previo relacionado con la visión de ratones, peces y pollos sugirió que cuando la función de la hormona tiroidea es baja, emergen las células azules, y cuando está alta, siguen las células rojas y verdes.Eso resultó ser cierto: al usar CRISPR, los investigadores eliminaron el receptor de la hormona tiroidea y crearon organoides de retina con solo células azules. Cuando volvieron a agregar la hormona, generaron organoides con solo células rojas y verdes.
Esto estaba sucediendo a pesar de que la glándula tiroides no estaba involucrada en absoluto, los únicos elementos en el plato eran los organoides de la retina. Después de examinar qué genes se activaron o desactivaron durante un año de desarrollo de organoides, descubrieron que su hipótesis era correcta: los genes que degradan la hormona tiroidea se activaron temprano para producir las células azules, y los genes que activan la hormona tiroidea se activaron más tarde para crear rojo y celulas verdes.
Esencialmente, los científicos causaban que los organoides se volvieran ciegos al color de diferentes maneras. Esto sugiere que esta investigación podría ser útil en el desarrollo de tratamientos terapéuticos para ayudar a las personas que son ciegas al color o que sufren de degeneración macular, una enfermedad ocular que causa la pérdida de la visión. Actualmente, lo que los científicos hacen para ayudar con la degeneración macular es inyectar células madre en retinas que tengan algún tipo de degeneración. Sin embargo, la eficacia de este proceso ha sido impredecible. El objetivo ahora es que, al ser capaces de dirigir el camino de la diferenciación de las células cónicas, los científicos pueden aprender cómo pueden usar las células terapéuticamente.
"Esperamos que con nuestra investigación, podamos proporcionar información a otros investigadores sobre cómo crear células de cono específicamente", dice Eldred. “En futuros experimentos, tal vez podamos tomar estas células, inyectarlas, y más de ellas se convertirán en fotorreceptores que realmente pueden proporcionar un tratamiento regenerativo. Cada vez que veo que los organoides van por el camino correcto, es emocionante y fascinante ".
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