El mapa del iris del ratón ofrece una nueva mirada al ojo
Fibras nerviosas ramificadas (rojas) se extienden a lo largo del iris del ratón. Los científicos ahora han construido el primer mapa célula por célula de este tejido ocular. Crédito: J. Wang et al./eLife 2021
Si la ciencia de la visión fuera una película, el iris sería un actor secundario. No recibe tanto protagonismo como la retina, el tejido sensible a la luz del ojo. Y no es tan prominente como el lente, que puede nublarse con cataratas a medida que las personas envejecen.
Aunque el iris, el tejido colorido que rodea la pupila, se presenta en un arcoíris de llamativos tonos, para la mayoría de los científicos, «no era la atracción principal del ojo», dice Jeremy Nathans, investigador del Instituto Médico Howard Hughes en la Facultad de la Universidad Johns Hopkins. de Medicina. De hecho, ha pasado la mayor parte de su carrera estudiando la biología molecular de la retina.
«La biología básica del iris había languidecido», dice Nathans. Ya no. Él y sus colegas Jie Wang y Amir Rattner ahora han desarrollado un mapa de alta resolución del iris del ratón que distingue las células individuales por la actividad de sus genes. El trío estuvo motivado por la belleza del iris, la diversidad de la estructura del iris en diferentes animales y su importancia para la visión, dice Nathans.
Su equipo identificó ocho tipos de células del iris y descubrió nueva información sobre el iris. el desarrollo celular y los genes que se activan cuando la pupila se dilata, informan el 16 de noviembre de 2021 en la revista eLife. El mapa célula por célula del iris elaborado por los investigadores podría algún día ayudar a identificar los genes implicados en los trastornos oculares relacionados con el iris. El trabajo también podría guiar la ingeniería de células sanas del iris utilizadas para reemplazar las células enfermas en otras partes del ojo.
Hebras de músculos dilatadores (rojos) se entrelazan a través del iris del ratón. Las células del esfínter (verde) se agrupan en la pupila (derecha), que se expande y contrae para controlar la cantidad de luz que ingresa al ojo. Crédito: J. Wang et al./eLife 2021
«Este es el primer estudio exhaustivo y en profundidad del tejido del iris del ratón», dice Bo Chen, investigador ocular de la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai, quien no estaba t involucrado en la investigación. «Es un documento fundamental importante».
El iris es una lámina delgada de tejido, aproximadamente del tamaño de un arándano en los humanos, que aparece en tonos que van desde el azul helado hasta los matices del marrón más profundo. Un orificio en el centro del iris, la pupila, se expande y contrae para controlar la cantidad de luz que ingresa al ojo.
En los ratones, el iris contiene alrededor de 30 000 células. Nathans y su equipo examinaron miles de estas células, mirando dentro de los núcleos para catalogar qué genes estaban activados. Esto permitió al equipo identificar diferentes tipos de células en función de su material genético activo y la ubicación de las células en el iris.
El esfuerzo de mapeo presentó a Nathans y su equipo con una sorpresa: los músculos del esfínter del iris que forman un anillo alrededor de la pupila vienen en dos tipos de células, al igual que las células del estroma que actúan como relleno entre otras células. Hasta ahora, los científicos no sabían que existían estos subtipos celulares, dice Nathans.
Los científicos han creado un nuevo mapa del iris, el anillo de tejido coloreado que rodea la pupila. Crédito: J. Wang et al./eLife 2021/HHMI
A continuación, los investigadores se preguntaron si la actividad genética de las células del iris podría cambiar cuando la pupila se expande o se contrae. El equipo comparó las células de un iris relajado con las que se dilataron o contrajeron experimentalmente usando gotas para los ojos.
Cuando la pupila se ensanchó para dejar entrar más luz, las células del iris se juntaron, como los pliegues de una persiana en zigzag. tirado completamente hacia arriba, dice Nathans. Esta compresión activó un nuevo conjunto de genes, una respuesta que puede ser desencadenada por estrés mecánico en las células, dice.
Esos cambios ocurrieron principalmente en las células del músculo del iris que dilatan la pupila, y ocurrieron rápidamente en 30 minutos. de administrar las gotas para los ojos. Chen dice que el rápido cambio en la actividad de los genes en un iris sano es un hallazgo novedoso. Por lo general, dice, «solo pienso en que esto sucede en respuesta a una lesión o enfermedad». Nathans y sus colegas sospechan que los cambios en la actividad genética ayudan a que el iris pase de un estado relajado a uno dilatado.
La investigación del equipo también desmitifica el origen de las células del iris, un tema controvertido en el campo de la ciencia de la visión. «Se podría pensar que un montón de células en el embrión se organizan en el lugar correcto y se convierten en el globo ocular», dice Nathans. «Pero no es tan simple». Los investigadores rastrearon el linaje de desarrollo de las células del iris y descubrieron que muchas se originan en la cresta neural. Este grupo transitorio de células migra a varias partes del cuerpo y genera células en diferentes órganos.
Aunque aún se desconoce mucho sobre el iris, los investigadores esperan que su trabajo inspire investigaciones similares en humanos. Los hallazgos, dice Nathans, ofrecen «un nivel de conocimiento más alto y satisfactorio sobre cómo se construye el ojo».
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Vídeo: IRIS publica nuevas imágenes del tránsito de Mercurio Más información: Jie Wang, Amir Rattner, Jeremy Nathans, Un atlas transcriptómico del iris del ratón con resolución de una sola celda define la celda tipos y la respuesta genómica a la dilatación de la pupila, eLife (2021). DOI: 10.7554/eLife.73477 Información del diario: eLife
Proporcionado por el Instituto Médico Howard Hughes Cita: El mapa del iris del ratón ofrece una nueva mirada al ojo (2021, 17 de noviembre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-mouse-iris-eye.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.