Científicos del Instituto de Biología Molecular y Celular IMCB de la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR han construido el primer atlas unicelular del mundo de ojos humanos y porcinos. Esto les ha permitido crearun mapa de enfermedades de los genes implicados en los trastornos oculares en los diferentes tipos de células, así como los interruptores clave que controlan la especialización celular de los tejidos oculares individuales. El trabajo ayudaría a proporcionar nuevos conocimientos sobre las enfermedades oculares humanas y los trastornos oculares relacionados con la edad, ypotencialmente allanar el camino para la medicina regenerativa y las terapias de reemplazo celular para enfermedades oculares. La investigación fue publicada en una revista científica líder Naturaleza Comunicaciones el 28 de septiembre de 2021.
El equipo de investigación, dirigido por IMCB, estaba formado por investigadores de la Universidad Nacional de Singapur NUS, la Universidad Tecnológica de Nanyang NTU, el Instituto de Investigación Ocular de Singapur SERI, la Clínica Mayo, la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai, la Universidadof Melbourne y Shenzhen Eye Hospital.
El ojo humano comprende diferentes tipos de células de diferentes orígenes de desarrollo y roles funcionales. Para descifrar esta diversidad de funciones celulares utilizando la secuenciación de ARN de una sola célula, el equipo de investigación catalogó más de 50,000 células en ojos humanos y porcinos y desarrolló un atlas de células.de estos ojos que distingue las células individuales por la actividad de sus genes.
Dado que ciertos trastornos oculares están asociados con mutaciones en los genes humanos, el atlas que describe los genes que causan enfermedades en todos los tipos de células del ojo podría ayudar a comprender cómo los tipos de células se ven afectados por dichos trastornos. Un mapa de proteínas de la superficie celularque pueden actuar como receptores de entrada viral en el ojo humano podrían arrojar luz sobre cómo las infecciones pueden viajar a través de la ruta ocular. La investigación mostró que ACE2 y TMPRSS2, las proteínas de superficie celular primarias responsables de la entrada de SARS-CoV-2 en humanos, se expresanen las células conjuntivales del ojo. Se han informado observaciones similares de diferentes grupos de investigación, lo que sugiere que es probable una infección por vía ocular.
"Es fascinante observar la intercomunicación de las células oculares a través de la interacción de moléculas de señalización con receptores. Esto nos ayudará a comprender cómo responde la célula individual a factores externos como lesiones", dijo Pradeep Gautam, doctorado en IMCB., A * STAR, quien es el co-primer autor del artículo.
Las enfermedades oculares como el glaucoma, que es la principal causa de ceguera a nivel mundial, son causadas por la degeneración de las células ganglionares de la retina RGC. Usando células madre embrionarias como plataforma para la diferenciación, el equipo de investigación generó células progenitoras de RGC en cultivo yvalidó que un interruptor KLF7 podría acelerar la generación de RGC, abriendo oportunidades para el cultivo de RGC cultivadas en laboratorio para reemplazar las RGC dañadas como una terapia potencial.
"Este estudio allana el camino para crear células ganglionares retinianas maduras en el laboratorio, que podrían aprovecharse para el desarrollo de nuevos enfoques para revertir la pérdida de la visión que resulta de la degeneración del nervio óptico, incluido el glaucoma", dijo el Dr. Jonathan Loh Yuin-Han, Director de investigación en el IMCB de A * STAR e investigador principal del estudio.
En el futuro, el equipo de investigación espera usar RGC para terapias celulares en pacientes y está trabajando más para validar las RGC derivadas de KLF7 para estudios preclínicos. Con la comprensión de los interruptores moleculares clave y la capacidad de diseñar tipos de células en cultivo, cultivados en laboratoriolas células proporcionan una clave para la terapia.
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Materiales proporcionado por Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR, Singapur . Nota: el contenido puede editarse por estilo y longitud.
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