Investigadores modelan células madre humanas para identificar la degeneración en el glaucoma
Un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina de IU está utilizando células madre humanas para estudiar la degeneración en el glaucoma. Crédito: Escuela de Medicina de IU
Más de 3 millones de estadounidenses tienen glaucoma, una afección ocular grave que provoca pérdida de la visión. Usando modelos de células madre humanas, los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana descubrieron que podían analizar los déficits dentro de las células dañadas por el glaucoma, con el potencial de usar esta información para desarrollar nuevas estrategias para retrasar el proceso de la enfermedad.
El estudio, publicado el 11 de junio en Stem Cell Reports, se centró en detectar mutaciones genéticas dentro de las células ganglionares de la retina, que sirven como conexión entre el ojo y el cerebro. Los investigadores descubrieron que al diferenciar las células madre humanas pluripotentes en células ganglionares de la retina, pudieron identificar las características asociadas con la neurodegeneración en el glaucoma.
«Una vez que haya identificado un objetivo como este, qué es lo que está fallando en las células, esto abre una serie de posibilidades para el eventual desarrollo de enfoques terapéuticos, especialmente enfoques farmacológicos para ralentizar y revertir estos fenotipos degenerativos», dijo Jason Meyer, Ph.D., profesor asociado de genética médica y molecular en la Facultad de Medicina de IU.
El equipo de investigadores fue dirigido por Meyer, junto con los coautores de la publicación, Kirstin VanderWall y Kang-Chieh Huang, estudiantes graduados de la Facultad de Ciencias de la IUPUI en el laboratorio de Meyer, que se encuentra dentro de Stark. Instituto de Investigaciones en Neurociencias. El laboratorio de Meyer había estado ubicado anteriormente dentro de la Facultad de Ciencias.
Cuando las células ganglionares de la retina se degeneran a través del glaucoma, conduce a la pérdida de la visión y, finalmente, a la ceguera. Los investigadores de este estudio derivaron células madre pluripotentes de un paciente que tenía una forma genética de glaucoma, dijo Meyer. Luego diferenciaron las células madre en células ganglionares de la retina para buscar déficits de neurodegeneración.
«Una de las cosas poderosas de (la investigación con células madre) es cuando obtienes las células de un paciente que tiene una base genética para una enfermedad, todos los planos están ahí en el ADN de la célula para desarrollar las características de la enfermedad», dijo Meyer.
También utilizaron la tecnología de edición de genes CRISPR-Cas9 para introducir una mutación genética comúnmente asociada con el glaucoma en líneas existentes de las células madre para el modelado de enfermedades, así como para corregir el defecto genético en células derivadas de pacientes.
«Los enfoques de edición de genes CRISPR/Cas9 no solo nos permitieron estudiar la enfermedad, sino que con este enfoque también pudieron mostrar cómo la corrección de la mutación del gen revirtió la enfermedad, lo que también demostró el potencial de los enfoques de la terapia génica», dijo Huang.
Meyer dijo que el equipo descubrió una disfunción en el proceso de autofagia, la forma en que el cuerpo de eliminar las células dañadas para regenerar células sanas.
«Encontramos que en las células de pacientes con glaucoma, hay algunos déficits en este proceso de autofagia, por lo que había demasiada basura celular que se estaba acumulando», dijo Meyer, y agregó que esos déficits se correlacionó con la degeneración de las células, que se marchitarían y finalmente morirían.
Usando un compuesto farmacéutico llamado rapamicina, que se sabe que estimula el proceso de autofagia, Meyer dijo que descubrieron que muchas de las características neurodegenerativas que tenían anteriormente identificadas se ralentizaron y las células parecieron recuperarse y parecer más normales.
Meyer dijo que las células madre humanas son fundamentales para estudiar las enfermedades humanas, especialmente la neurodegeneración. Los estudios anteriores sobre las células ganglionares de la retina y el glaucoma como una enfermedad degenerativa utilizando modelos animales sugieren diferencias en la forma en que las células responden entre especies.
«Dado que son células humanas, nos brinda un modelo algo más representativo para probar compuestos farmacológicos», agregó VanderWall, «y nos da una mejor idea de cómo podría ser potencialmente tóxico o no tóxico para las células humanas en comparación con las pruebas de compuestos en animales».
Meyer dijo que al identificar un objetivo dentro del CélulasEl proceso de autofagiaEl trabajo en curso del laboratorio se centrará en analizar formas de utilizar diferentes tipos de compuestos farmacéuticos para el tratamiento del glaucoma. Como es el caso de muchas enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer y el Parkinson, hay muy pocos tratamientos, si es que hay alguno, y no hay cura.
«Existe una necesidad imperiosa de intentar identificar nuevos enfoques para tratar estas enfermedades», dijo Meyer. El Instituto Nacional del Ojo, el Fondo de Investigación de Lesiones Cerebrales y de la Médula Espinal del Departamento de Salud de Indiana y el Instituto de Ciencias Clínicas y Traslacionales de Indiana proporcionaron el apoyo de la subvención para esta investigación.
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Investigadores recrean el microambiente retiniano en una placa con células madre humanas Más información: Kirstin B. VanderWall et al, Retinal Ganglion Cells With a Glaucoma OPTN(E50K) Mutation Exhibir fenotipos neurodegenerativos cuando se derivan de organoides retinales tridimensionales, Stem Cell Reports (2020). DOI: 10.1016/j.stemcr.2020.05.009 Información de la revista: Stem Cell Reports
Proporcionado por la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana Cita: Investigadores modelan células madre humanas para identifique la degeneración en el glaucoma (2020, 11 de junio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-human-stem-cells-degeneration-glaucoma.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.