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De las células madre embrionarias humanas, la retina crece
Último revisado: 23.04.2024
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Las células madre humanas forman espontáneamente un tejido que se desarrolla en la retina, ese tejido del ojo que nos permite ver. Esto se informa en un artículo publicado en la revista Cell Stem Cell. En el futuro, el trasplante de dicho tejido tridimensional puede ayudar a los pacientes con discapacidad visual.
"Este es un hito importante en la nueva etapa de desarrollo de la medicina regenerativa", - comentó los resultados de las investigaciones de su director jefe de grupos organogénesis y el profesor neurogénesis Yoshiki Sasai (Yoshiki Sasai), MD, PhD, del Centro de Biología del Desarrollo, RIKEN Instituto de Investigación (Centro RIKEN de Biología del Desarrollo ), Japón. "Nuestro enfoque abre nuevas perspectivas en el uso de tejidos complejos derivados de células madre humanas para el tratamiento, así como para la investigación médica relacionada con la patogénesis y el desarrollo de fármacos".
En el proceso de desarrollo, la retina es un tejido fotosensible que recubre la superficie interna del ojo, que se forma a partir de una estructura conocida como el cristal visual o del ojo. En el nuevo trabajo de los investigadores japoneses, esta estructura se formó espontáneamente a partir de células madre embrionarias humanas (hESCs), células derivadas de embriones humanos que tienen el potencial de diferenciarse en diferentes tejidos. Esto fue posible gracias a los métodos de cultivo celular, optimizados por el profesor Sasai y su grupo.
Las células derivadas de hESCs están organizadas en la estructura tridimensional correcta con dos capas del ocular, una de las cuales contiene una gran cantidad de células fotosensibles: fotorreceptores. Dado que la degeneración de la retina es principalmente un resultado del daño a los fotorreceptores, el tejido hESCs obtenido de ellos puede convertirse en un material ideal para el trasplante.
El estudio de científicos japoneses no solo abre nuevas perspectivas para el uso de células madre en la medicina regenerativa, sino que, sin duda, acelerará el desarrollo de un campo de la ciencia natural como la biología del desarrollo. En el curso de los experimentos, los investigadores estaban convencidos de que el cristal de ojo, formado a partir de células madre de embriones humanos, es mucho más grueso que el cultivado a partir de células madre de embriones de ratón. Además, contiene tanto varillas como conos, mientras que en las ESC de ratón, la diferenciación en conos es rara. Esto significa que las células embrionarias llevan instrucciones específicas de especie para crear esta estructura de ojo.
"Nuestra investigación abre el camino para comprender las peculiaridades del desarrollo del ojo, específicas para una persona, cuyo estudio fue imposible antes", aseguró Sasai.
Este no es el primer gran éxito del grupo del profesor Sasai. A finales del año pasado, los científicos han crecido a partir de células madre embrionarias de ratón, una porción funcional anterior de la hipófisis (adenohipófisis), que consiste en varios tipos diferentes de células productoras de hormonas. Un artículo sobre los resultados de este trabajo La auto-formación de la adenohipófisis funcional en cultura tridimensional se publicó en la revista Nature.
La glándula pituitaria es una pequeña glándula endocrina en la base del cerebro, que produce varias hormonas importantes. Es especialmente importante en el período de desarrollo temprano, y la capacidad de imitar su educación en el laboratorio ayudará a los científicos a comprender mejor la embriogénesis. Los trastornos en la glándula pituitaria se asocian con trastornos del crecimiento, como gigantismo y problemas de visión, incluida la ceguera.
Este experimento no sería posible sin un cultivo celular tridimensional. La glándula pituitaria es un órgano separado, pero para su desarrollo, se necesitan señales químicas de la región del cerebro ubicada directamente encima de él: el hipotálamo. En una cultura tridimensional, los científicos podrían crecer simultáneamente cerca de otros dos tipos de tejido, lo que resulta en dos semanas de células madre autoorganizadas en la glándula pituitaria.
La tinción fluorescente mostró que el tejido hipofisario desarrollado expresa los biomarcadores correspondientes y segrega las hormonas típicas de la glándula pituitaria anterior. Los investigadores fueron más allá y probaron la funcionalidad de los órganos sintetizados por ellos, reemplazándolos con ratones privados de la glándula pituitaria. Los experimentos concluyeron con éxito: la glándula pituitaria bioingeniería restauró los niveles de hormonas glucocorticoides en la sangre de los animales y eliminó los síntomas de comportamiento como el letargo. El estado de los ratones con estructuras de células madre implantadas que no estaban expuestos a los factores de señalización necesarios y por lo tanto no se convirtió en una pituitaria funcional no mejoró.
El profesor Sasai y sus colegas planean repetir el experimento con células madre humanas y, en su opinión, este trabajo llevará al menos tres años.
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