Técnica mejorada de trasplante de retina lista para ensayos clínicos
Esquema que muestra los resultados experimentales. Las láminas retinales se cultivaron a partir de células madre humanas de tipo salvaje (izquierda) o células madre humanas a las que les faltaba el gen ISL1 (derecha). A la izquierda, los fotorreceptores trasplantados (células de durazno) se conectan a las células bipolares trasplantadas (verde) como parte de la lámina retiniana. A la derecha, las células bipolares del injerto han muerto y los receptores se conectan a las células bipolares anfitrionas (rosa). El resultado es que todas las células ganglionares de la derecha responden a la luz y las respuestas son más altas que las de la izquierda. Los fotorreceptores (células de durazno en la parte inferior) en el injerto se conectan a las células bipolares (células bipolares del injerto: verde; células bipolares del huésped: rosa). Las células bipolares del huésped se conectan con las células ganglionares del huésped (células grises superiores), que envían axones al cerebro como el nervio óptico. se realizaron grabaciones de las células ganglionares en respuesta a la luz (traza de voltaje rojo). Crédito: RIKEN
Los investigadores dirigidos por Michiko Mandai en el Centro RIKEN para la Investigación de Dinámica de Biosistemas (BDR) en Japón han utilizado una modificación genética para mejorar los trasplantes de retina de origen humano cultivados en el laboratorio. Después del trasplante en retinas de ratones dañados, la eliminación programada de ciertas células de los injertos permitió mejores conexiones con las retinas del huésped, lo que resultó en una mayor capacidad de respuesta a la luz en los ojos dañados. Debido a que las láminas de retina se generaron a partir de células madre de origen humano, esto representa uno de los pasos finales necesarios antes de que esta técnica pueda probarse en ensayos clínicos en humanos para reparar la degeneración de la retina. El estudio fue publicado en la revista científica iScience.
La retinitis pigmentosa es una enfermedad hereditaria en la que mueren los fotorreceptores de la retina, lo que deja a las personas con pérdida total de la visión o pérdida progresiva en ciertos puntos. Una terapia prometedora es reemplazar la parte de la retina en la parte posterior del ojo con una nueva lámina retinal, incluidos los fotorreceptores, cultivados a partir de células madre. Para que esta terapia celular regenerativa funcione, los nuevos receptores de luz en el injerto deben conectarse a las neuronas en la retina huésped, lo que permite que la luz del mundo exterior se transmita al cerebro, que es como vemos.
Según sus estudios anteriores, el equipo de RIKEN BDR sabía que conectar la hoja injertada a las células bipolares en la retina huésped es fundamental. Pero las láminas retinianas contienen naturalmente sus propias células bipolares. «Las células bipolares nacen inevitablemente cuando la lámina retiniana se desarrolla adecuadamente y los fotorreceptores maduran», dice Mandai. «Pero es su propia conexión con las células bipolares en la hoja de la retina lo que impide que los fotorreceptores se conecten con las células bipolares del huésped». La solución fue diseñar láminas de retina que perderían sus células bipolares durante las etapas finales de la maduración de los fotorreceptores.
Una vista de la retina después de trasplantar una lámina de retina cultivada a partir de células madre humanas normales (arriba) o las células madre modificadas que carecen el gen ISL1 (abajo). Las células bipolares son rojas. Mirando la imagen inferior derecha de cada panel, podemos ver que el nuevo tipo de lámina retiniana carece de células bipolares. Esto permite que los fotorreceptores trasplantados se conecten mejor con las células bipolares del huésped. Crédito: RIKEN
Los investigadores se dirigieron a ISLET1, un gen necesario para la maduración de las células bipolares que se conectan a los fotorreceptores. Comenzaron con una línea de células madre humanas e hicieron clones que carecían del gen ISLET1. Luego, cultivaron láminas de organoides retinianos a partir de estos clones. Al principio, estas láminas de retina se desarrollaron de la misma manera que las que crecieron a partir de células madre normales. Todos los diferentes tipos de células de la retina, en particular los fotorreceptores, estaban presentes y organizados de forma correcta. Como se esperaba, las células bipolares seleccionadas eventualmente murieron, que es lo que sucede cuando no se les permite madurar.
Con este éxito, los investigadores probaron su teoría al trasplantar el nuevo tipo de lámina retinal en ratas degeneradas. retinas que carecían de casi todos los fotorreceptores. Una variedad de pruebas mostraron que los fotorreceptores en la hoja de la retina maduraron correctamente después del trasplante y, en comparación con las hojas de la retina normales, hicieron un mejor contacto con el ojo huésped. Para probar si esto realmente condujo a mejores respuestas a la luz, el equipo registró las células ganglionares de la retina, que forman el nervio óptico y transmiten información visual de las células bipolares al cerebro. Por lo tanto, buenas respuestas aquí significarían que se conectaron más fotorreceptores en la lámina de injerto. Como se predijo, la respuesta a la luz fue mejor en estas células ganglionares que en las que recibieron un trasplante de hoja de retina normal.
«La modificación genética en retinas derivadas de células madre humanas mostró una mejora funcional sustancial en comparación con las retinas de injerto de tipo salvaje», dice Mandai. «Además, pudimos hacer observaciones detalladas de la formación de sinapsis del injerto del huésped en ausencia de células bipolares del injerto, lo que era difícil de hacer antes». células, Mandai dice que la aplicación de esta técnica a las células humanas es un hito importante. «Ahora podemos avanzar en la aplicación de esta estrategia en estudios clínicos», dice ella. «Esperamos que mejore los resultados clínicos y sea útil en general para las terapias basadas en células madre dirigidas a la degeneración de la retina».
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La terapia con células madre revierte la ceguera en animales con degeneración retiniana en etapa terminal Más información: Suguru Yamasaki et al, Una modificación genética que reduce las células bipolares ON en células derivadas de hESC retinas mejora la integración funcional después del trasplante, iScience (2021). DOI: 10.1016/j.isci.2021.103657 Información de la revista: iScience
Proporcionado por RIKEN Cita: Técnica mejorada de trasplante de retina lista para ensayos clínicos (27 de enero de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-retinal-transplant-technique-ready-clinical.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.