Hasta hace relativamente poco, el dogma en neurociencia era que las neuronas, incluidas las células fotorreceptoras, los bastones y los conos del ojo, no se regeneran. Esta es la razón por la que se cree que el daño a los nervios es tan grave. Estudios más recientes han abierto agujeros en estecreencia al mostrar que, en algunas especies de vertebrados, las neuronas pueden ser estimuladas para dividirse.
Sin embargo, el dogma continuó manteniéndose firme con respecto a las neuronas retinianas, hasta un hallazgo sorprendente en 2011 por investigadores de la Universidad de Pensilvania. Mostraron que, en una forma de ceguera canina, las células retinianas continúan diferenciando durante un período de tiempo tempranoLa vida del perro antes de la abrumadora muerte celular causó la degeneración de la retina.
En un nuevo estudio, los investigadores de Penn han ampliado esta línea de investigación para considerar otras dos formas de ceguera. Descubrieron que estas enfermedades también poseen esta característica inesperada de rejuvenecer temporalmente las células de la retina. Los hallazgos sugieren que esta característica puede ser comúna través de muchas formas de ceguera hereditaria. Una investigación adicional sobre las razones de este período de proliferación de neuronas retinianas podría conducir a objetivos moleculares para intervenir en la muerte celular y mantener las células fotorreceptoras funcionales y una retina activa.
El trabajo se informa en la revista Genómica BMC y fue dirigido por los investigadores de la Facultad de Medicina Veterinaria de Penn, Kristin L. Gardiner, residente del Departamento de Medicina Animal de Laboratorio; Gustavo D. Aguirre, profesor de genética médica y oftalmología; y Sem Genini, investigador de investigación senior.
El estudio retomó donde quedó el trabajo de 2011. El equipo de Penn Vet había encontrado en la degeneración retiniana temprana, o erd, una enfermedad retiniana canina hereditaria que deja a los perros sin ver dentro del año de nacimiento, que las células fotorreceptoras en la retina continuarondividir cuando los animales tenían entre 7 y 14 semanas de edad.
"Después de 14 semanas, el equilibrio entre las puntas de muerte y división, y la retina se degenera", dijo Aguirre. "No estábamos seguros de si esto era exclusivo de erd, por lo que pensamos que veríamos otras enfermedades que tienen uncurso de tiempo similar "
Decidieron examinar otras dos enfermedades de cegamiento de inicio temprano. Una es la atrofia retiniana progresiva ligada al cromosoma X, o xlpra2, una enfermedad muy similar a la enfermedad humana retinosis pigmentaria ligada al cromosoma X, una de las formas más comunes de degeneración retiniana.La otra es la displasia de cono de barra 1, o rcd1.
Gardiner asumió el proyecto mientras todavía era estudiante de veterinaria y continuó durante los veranos y en su residencia actual.
El equipo quería saber si las células de la retina proliferaban y, de ser así, qué tipos específicos de células lo hacían.
Gardiner dice que vieron "un etiquetado hermoso" usando marcadores químicos que etiquetan las células que pasan por la división, junto con marcadores que solo etiquetan las células de la barra, la retina fotorreceptora primaria, Gardiner.
"Para nuestra gran sorpresa, en estas otras dos enfermedades también vimos un período de proliferación celular", dijo Aguirre.
Bajo un microscopio confocal, podían ver células individuales marcadas con ambos marcadores rodeados por otras células que estaban marcadas con el marcador de varilla pero no con la etiqueta de división celular. También observaron específicamente para ver si otros tipos de neuronas en la retina, talescomo microglia o células de Müller, se dividieron y descubrieron que no lo estaban.
El momento de esta proliferación celular difirió entre las enfermedades. Si bien las células erd habían entrado en una etapa de proliferación a las siete semanas, los investigadores observaron aumentos similares en la división celular a las dos semanas en rcd1 y a las ocho semanas en xlrpa2, todos los puntos de tiempo que precedeno coincidir con los picos conocidos de muerte celular en las tres enfermedades.
Un experimento adicional descartó la posibilidad de que las mismas células que proliferaban también sufrieran la muerte celular.
"Queríamos asegurarnos de que estas no fueran algunas células aberrantes que expresaban todos estos marcadores diferentes", dijo Gardiner. "Mostramos que parece haber una población distinta de células de bacilo que está proliferando y otra que está muriendo""
Finalmente, el equipo realizó análisis genéticos y de proteínas para buscar variaciones en estos períodos críticos entre los ojos enfermos y normales. Cabe destacar que los cambios en la expresión de genes y proteínas relacionados con el ciclo celular coincidieron con etapas de enfermedades específicas, incluyendopatrones de expresión que se compartieron entre erd, xlpra2 y rcd1.
"Estos puntos en común fueron inesperados", dijo Genini, "pero tenían sentido a la luz de algunos de nuestros estudios previos, que encontraron que, en las tres enfermedades, los niveles de expresión de genes clave eran estadísticamente diferentes en comparación con una retina normal".
"Además, la desregulación de la expresión se produjo en diferentes subconjuntos de células de la retina que podrían desempeñar un papel primario o espectador en el proceso degenerativo", agregó. "Esto tiene que investigarse con más detalle".
La investigación adicional también reducirá los genes involucrados en la activación de las células para dividirse, con la esperanza de desarrollar una terapia que pueda interferir con la eventual muerte celular y la degeneración de la retina que caracteriza las tres enfermedades estudiadas, así como muchas otras formas deceguera hereditaria.
"Si tiene una célula funcional pero enferma, tal vez podríamos proporcionarle algún agente que le permita reponerse y mantener una retina funcional durante un período de tiempo más largo", dijo Aguirre.
La sección de miembros de oftalmología de Penn Vet, Louise Downs, Evelyn Santana y Agnes I. Berta-Antalics, ahora en Augenklinik Uniklinik Erlangen de Alemania, fueron coautores del artículo.
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Materiales proporcionado por Universidad de Pennsylvania . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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