Alrededor de 12 millones de estadounudenses sufren de enfermedades de la retina, siendo la degeneración macular la principal causa de pérdida de visión. Los suplementos de micronutrientes y terapia genética para corregir los genes mutados pueden ayudar en los estadios tempranos, pero una vez que los fotorreceptores y las células del epitelio pigmentario de la retina (EPR) se pierden, solo las técnicas reconstructivas o de derivación (bypass) de la retina dañada restaurarán la visión.
Entre las funciones del EPR está la de servir como pantalla opaca, responsable de la absorción y reflexión de la luz en el interior del ojo; capta la vitamina A circulante para transformarla en retinol y transferirla a los fotorreceptores; impide el acceso de los componentes plasmáticos hacia el medio intraocular, contribuyendo a la transparencia del cuerpo vítreo.
Desde 1986 ha estado desarrollándose un modelo único para reemplazar ambos, fotorreceptores y EPR mediante el transplante de capas de células progenitoras de la retina fetal humana junto con su EPR al espacio subretinal. Este es actualmente el único enfoque que ha demostrado eficacia tanto en humanos como en animales.
Estudios previos en diferentes modelos de degeneración retinal han mostrado que capas transplantadas de retina fetal, con o sin su EPR, pueden restaurar la respuesta visual en un área específica de la retina. Sin embargo hay inconvenientes, tanto éticos como de disponibilidad, con el uso de tejido fetal. Los otros enfoques están restringidos al rescate de células retinales endógenas mediante el papel de “cultivo” de las células implantadas, un enfoque que no restituye la función perdida y está limitado a las etapas iniciales de la enfermedad.
Las células madre de embriones humanos (CMEH) derivadas de blastocistos humanos mantienen la pluripotencia, potencial proliferativo y estabilidad cariotípica por períodos prolongados. El interés clínico aumenta a partir de su habilidad para aportar una aparentemente ilimitada fuente de células para transplante. Dado que la disponibilidad de tejido neuroblástico de derivado fetal es limitada, la inducción de CMEH para que construya el tejido de tres dimensiones a partir de los progenitores de la retina y células del EPR, proveería una útil fuente de tejido de retina humano para desarrollar estudios y aplicaciones clínicas.
Gabriel Nistor, Magdalene J. Seiler , Fengrong Yan, David Ferguson y Hans S. Keirstead llevaron a cabo un estudio que muestra que las CMEH pueden ser dirigidas hacia la diferenciación retinal y unirse de manera estable con el EPR co-cultivado para construir tejido retinal de 3 dimensiones. Hasta donde se sabe, es el primer tejido organizado en tres dimensiones que es generado a partir de CMEH.
Los autores usaron CMEH expandidas en Matrigel y diferenciadas usando una modificación del protocolo de Osakada. Los cultivos de CMEH fueron inducidos a diferenciarse mediante la exposición de células a “medio de inducción” libre de suero. Del día 10 al 13 se usó ácido retinoico (AR) para inducción neural. Luego la suspensión celular fué transferida a un sustrato de colágeno en donde formaron una capa de células de forma epitelial. Desúes de 40 días las colonias de EPR se plantaron en una lámina de colágeno, a donde se sumó el cultivo neural. Después de 3 semanas de diferenciación neural de las CMEH y diferenciación de EPR (en cultivos separados), los progenitores neurales fueron puestos en un plato arriba del cultivo de EPR. Las hojas de tejido tridimensional fueron fijadas, congeladas y teñidas. Los experimentos que usaron Matrigel como matriz resultaron en sobrecrecimiento de los cultivos. Entonces se cambió a una mezcla de colágeno tipo I. Los co-cultivos de progenitores neurales derivados de CMEH y células de EPR de rata fueron mantenidos por 60-120 días. Después de 90 días de cultivo, más de 8 hojas de células se desarrollaron en los insertos de cultivo celular. Las hojas pudieron ser despegadas de los insertos mediante disección y cortadas en piezas.
Este estudio mostró que las CMEH pueden ser dirigidas hacia la diferenciación retinal por manipulaciones de medio y substrato, y co-cultivadas con células de EPR. Según los autores, este es el primer tejido organizado en 3D que es generado solamente de CMEH. Las células de EPR juegan un importante papel en el desarrollo retinal. Los resultados obtenidos por los autores hacen evidente que el método usado dirige las CMEH hacia un destino retinal, que brindan una abundante fuente de tejido retinal humano para estudios de desarrollo.
Referencia:
- Nistor, G., Seiler, M., Yan, F., Ferguson, D., & Keirstead, H. (2010). Three-dimensional early retinal progenitor 3D tissue constructs derived from human embryonic stem cells Journal of Neuroscience Methods, 190 (1), 63-70 DOI: 10.1016/j.jneumeth.2010.04.025
