Generación de conjuntivas en una placa
EGF prohíbe la diferenciación de células dentro de una SEAM derivada de hiPSC en un fenotipo epitelial corneal.(A) Las iPSC se diferencian en cuatro zonas concéntricas en una SEAM y las células en la zona 3 tienen características de la superficie ocular ectodermo (B) Inmunotinción de la SEAM (+EGF) tratada con EGF y la SEAM (+KGF) tratada con KGF. En la SEAM tratada con EGF, no se detectó K12 (un marcador de células epiteliales de la córnea) 10 semanas después del comienzo de la diferenciación. (C) El análisis de la expresión génica reveló que las expresiones de los marcadores de células epiteliales de la córnea (K12 y K3) estaban reguladas negativamente significativamente (**p < 0,01), lo que es similar a los resultados de la inmunotinción. Crédito: Universidad de Osaka
El tejido conjuntival es quizás más reconocible para la persona promedio en relación con la conjuntivitis, pero es una parte vital de la funcionalidad y protección del ojo. En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de Osaka generaron tejido conjuntival funcional en una placa mediante la identificación de los factores proteicos clave que impulsan el desarrollo y la maduración de las células conjuntivales.
El ojo es un órgano complejo que consta de varios tipos diferentes de tejidos, cada uno de los cuales cumple un propósito específico para garantizar la funcionalidad completa del ojo. Un contribuyente importante para la función ocular es la producción saludable de lágrimas, lo que asegura que los ojos no se sequen. La enfermedad del ojo seco es una ocurrencia común en la gente moderna y conduce a la irritación e inflamación de los ojos y, en consecuencia, a la calidad de la visión. El líquido lagrimal se mantiene en parte por el epitelio conjuntival, una fina capa de células que cubre la esclerótica y el interior de los párpados. Comprender la biología conjuntival y encontrar nuevos remedios para la enfermedad del ojo seco requiere el desarrollo de tejido conjuntival funcional, que luego se puede usar para descubrir nuevos medicamentos.
«Muchas enfermedades oculares afectan las partes del ojo que están directamente involucradas en el proceso de ver, como el cristalino, la retina y el nervio óptico», dice el autor correspondiente del estudio Ryuhei Hayashi. «En este estudio, nos enfocamos en el tejido que recubre el exterior del ojo y que es igualmente importante para una vista adecuada. El objetivo de nuestro estudio fue identificar aquellos factores que son importantes para la generación de tejido conjuntival funcional».
KGF-cultivo de maduración media de la fracción P2 de células obtenidas de SEAM tratadas con EGF puede reconstituir un epitelio conjuntival funcional que incluye células caliciformes. (A) Análisis FACS de CD200, SSEA-4 e ITGB4 para el derivado SEAM tratado con EGF después de 10-14 semanas de cultivo. (B) Análisis de expresión génica de marcadores relacionados con el epitelio conjuntival para las células P2 y P3 antes y después del cultivo de maduración. (C) Inmunotinción para MUC5AC de las células de las fracciones P2 y P3 después del cultivo de maduración. (D) La densidad de células positivas para MUC5AC. (E) ELISA para MUC5AC en sobrenadantes de cultivo. (F) Inmunotinción de epitelio conjuntival derivado de células iPS humanas. (G) tinción PAS. Crédito: Universidad de Osaka
Para lograr su objetivo, los investigadores hicieron dos preguntas: 1) ¿Cómo se pueden formar las células conjuntivales en un plato y 2) ¿Cómo se pueden madurar estas células en tejido funcional que pueda replicar el ojo humano? Para responder a estas preguntas, los investigadores utilizaron células madre pluripotentes inducidas por humanos (hiPSC) que pueden manipularse para convertirse en cualquier célula del cuerpo. Los investigadores generaron células ectodérmicas autónomas multizona (SEAM) autoformadas a partir de hiPSC, que es una construcción celular que imita de cerca el desarrollo de todo el ojo en una placa. Los investigadores se centraron en un subconjunto específico de células dentro de la SEAM que funciona como progenitor de las células conjuntivales. Luego descubrieron que la proteína factor de crecimiento epidérmico (EGF) es necesaria para el desarrollo de las células conjuntivales, mientras que la proteína factor de crecimiento de los queratinocitos (KGF) es necesaria para la maduración del tejido conjuntival.
Pero fue el nuevo generado tejido conjuntival capaz de replicar la función de su contraparte en un ojo vivo? Para responder a esta pregunta, los investigadores investigaron si el tejido contenía células caliciformes que producen mucinas, moléculas que lubrican la superficie del ojo, lo que desempeña un papel esencial en la función de las conjuntivas humanas. Pudieron demostrar que el tejido que formaron a partir de hiPSC y SEAM contenía cantidades suficientes de células caliciformes, lo que demuestra que es un buen modelo para estudiar la biología y la enfermedad de la conjuntiva humana en una placa.
Esquema de la generación de células epiteliales conjuntivales. hiPSC se diferenciaron para formar SEAM. Las células madre/progenitoras epiteliales de la superficie ocular, que expresan p63 y PAX6, están presentes en la zona 3 de la SEAM. En el cultivo de diferenciación, las células de linaje epitelial conjuntival se observaron predominantemente en los derivados SEAM tratados con EGF, mientras que KGF promueve el desarrollo de células de linaje epitelial corneal. Por el contrario, el KGF es necesario para la maduración del epitelio conjuntival derivado de hiPSC/SEAM y la formación de células caliciformes productoras de mucina. Crédito: Universidad de Osaka
«Estos son resultados sorprendentes que muestran cómo se puede imitar de cerca el ojo en un plato. Nuestros hallazgos ayudarán a comprender la biología de las conjuntivas y podrían ayudar aún más a formar un modelo para la detección de drogas y la terapia regenerativa para combatir la efectos del síndrome del ojo seco», dice el primer autor del estudio, Kimihito Nomi.
El artículo, «Generación de epitelio conjuntival funcional, incluidas las células caliciformes, a partir de iPSC humanas» se publicó en Cell Reports.
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Las imágenes de las células caliciformes conjuntivales ayudan al diagnóstico del ojo seco Más información: «Generación de epitelio conjuntival funcional, incluidas las células caliciformes, a partir de células iPSC humanas» Cell Reports (2021). DOI: 10.1016/j.celrep.2021.108715 Información de la revista: Cell Reports
Proporcionado por la Universidad de Osaka Cita: Generación de conjuntivas en un plato (2 de febrero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-conjunctivae-dish.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.