Reprogramación de la glía de Müller para restaurar la visión en ratones

Dos inyecciones de genes reprograman la glía de Müller en fotorreceptores de varilla en las retinas de ratones ciegos y restauran parcialmente la visión de los animales’ visión, informan los investigadores hoy (15 de agosto) en Nature. Con un mayor desarrollo, la técnica podría conducir a tratamientos para afecciones como la retinitis pigmentosa, en la que los bastones se degeneran.

“La conclusión más importante de este artículo es que es posible reprogramar la glía de Müller en mamíferos retina y restaurar parcialmente la función visual” el coautor del estudio Bo Chen, oftalmólogo y biólogo regenerativo de la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai en la ciudad de Nueva York, le dice a The Scientist.

Basado en estudios previos en peces y otros animales, los resultados no son una sorpresa, señala Javier Francisco-Morcillo, biólogo celular de la Universidad de Extremadura en Badajoz, España, que no participó en el estudio. Estudios como este, que demuestran la capacidad de utilizar la glía de Mller de mamíferos como tronco intrínseco…

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En vertebrados, la glía de Mller Las células son el tipo más común de células no neuronales que se encuentran en la retina y brindan estabilidad estructural y funcional a los bastones y conos de los fotorreceptores. En vertebrados de sangre fría, como el pez cebra, Mller glia actúa como células madre de la retina, multiplicándose después de una lesión en la retina y reprogramándose como células fotorreceptoras para reemplazar a las dañadas. Sin embargo, en los mamíferos, las células de la glía de Mller no se reprograman espontáneamente en células madre y luego en células fotorreceptoras para reemplazar a las dañadas después de una lesión.

Basándose en los datos del pez cebra y otras especies no mamíferas, los investigadores han estado buscando el cóctel correcto de productos genéticos, incluidos los factores de transcripción y otros compuestos químicos, como los inhibidores de la histona desacetilasa, para persuadir a Mller glia a volver a un estado similar al de las células madre y luego diferenciarse en células de la retina en los mamíferos. En estudios anteriores, las células de la glía de Mller proliferaron en retinas de mamíferos lesionadas, pero no muchas de ellas se diferenciaron en neuronas retinales, dice Chen.

En el nuevo estudio, él y sus colegas adoptaron un enfoque diferente, intentando reprogramar Mller células de glía en fotorreceptores de varilla en las retinas de ratones ilesos, tanto en ratones de tipo salvaje como en dos cepas que sirven como modelos de ceguera congénita. El equipo desarrolló una técnica de dos pasos, primero inyectando un virus adenoasociado con un gen que expresa -catenina, una proteína que ayuda a la glía a volver a entrar en el ciclo celular, en las retinas de los ratones de cuatro semanas. Dos semanas más tarde, los ratones recibieron una segunda inyección de un virus adenoasociado con los genes que expresan los factores de transcripción Otx2, Crx y Nrl demostrados en estudios anteriores para ayudar en el desarrollo de fotorreceptores de varilla.

Junto con la terapia génica, las células de la glía de Mller recibieron las etiquetas químicas EdU y BrdU para controlar la división celular, y los resultados mostraron que la mayoría de la glía se sometió a una ronda de división celular después de la transferencia del gen de Ctnnb1 , que expresa la proteína -catenina. La inclusión de una etiqueta de rodopsina-tdTomato que indica la diferenciación en bastones mostró que después de la segunda inyección, cuando la glía de Mller se dividió, una célula hija se convirtió en un fotorreceptor de bastón mientras que la otra siguió siendo una célula de glía de Mller. Los nuevos bastones produjeron proteínas características de las células retinales sensibles a la luz.

Para probar si los bastones recién formados detectaban la luz, el equipo examinó ratones que carecían de GNAT1, un componente esencial para la fototransducción, que modela la ceguera nocturna estacionaria congénita. en humanos y ratones con células retinales que expresan GNAT2 mutante, lo que dificulta que sus células cónicas detecten la luz. El registro de las respuestas a la luz de las células ganglionares de la retina en las retinas de los ratones mutantes que recibieron la terapia génica mostró que algunas de las células respondieron, mientras que ninguna de las células respondió en los ratones mutantes que no recibieron el tratamiento. El equipo de Chen también detectó respuestas a la luz en la corteza visual primaria de los cerebros de los ratones mutantes tratados, pero no en la misma región del cerebro de los ratones ciegos no tratados.

Este es un artículo emocionante, ya que muchos laboratorios lo han intentado. para reprogramar Mller glia en mamíferos desde hace algún tiempo, dice Anand Swaroop, un neurobiólogo que estudia la neurodegeneración en el Instituto Nacional del Ojo. Muestra la prueba de principio de que Mller glia en mamíferos se puede reprogramar.

Sumiko Watanabe, bióloga molecular y del desarrollo de la Universidad de Tokio que tampoco participó en el estudio, califica el artículo como impresionante y dice en un envíe un correo electrónico a The Scientist que tendrá un gran efecto en el campo. Sin embargo, tanto ella como Swaroop señalan que trasladar este tipo de terapia génica a la clínica para tratar a humanos podría llevar algún tiempo, ya que se deben responder muchas más preguntas sobre cómo funcionaría la técnica para reemplazar las varillas fotorreceptoras dañadas. </p

Existen muy pocas glías de Mller en la retina, señala Swaroop, por lo que si esas glías solo experimentan una división celular para formar un fotorreceptor de bastón, no se producirán muchos fotorreceptores de bastón, posiblemente no los suficientes para revertir la degeneración. Además, el estudio no aborda si la glía de Mller en las retinas lesionadas se diferenciaría en fotorreceptores de varilla o permanecería como glía. Todavía hay muchas cosas por probar y modificar con esta técnica, dice.

Chen dice que una de las primeras preguntas que abordará su equipo será qué tan bien ven los ratones con ceguera congénita después del tratamiento. Sabemos que ven la luz, pero no estamos seguros de qué tan bien ven, explica. El equipo también planea probar si el método de transferencia de genes en dos pasos funciona en la retina humana, pero el tejido retiniano humano disecado es difícil de obtener, dice Chen, por lo que esos estudios pueden ser un poco más desafiantes.

K. Yao et al. Restauración de la visión después de la génesis de novo de fotorreceptores de bastones en retinas de mamíferos, Nature, 10.1038/s41586-018-0425-3, 2018 . 

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