Los biólogos de la Universidad Johns Hopkins cultivaron retinas humanas desde cero para determinar cómo se hacen las células que permiten que las personas vean en color.
El trabajo, establecido para publicación en la revista ciencia , sienta las bases para desarrollar terapias para enfermedades oculares como el daltonismo y la degeneración macular. También establece "organoides" creados en laboratorio como modelo para estudiar el desarrollo humano a nivel celular.
"Todo lo que examinamos parece un ojo en desarrollo normal, simplemente creciendo en un plato", dijo Robert Johnston, biólogo del desarrollo de Johns Hopkins. "Tiene un sistema modelo que puede manipular sin estudiar a los humanos directamente".
El laboratorio de Johnston explora cómo se determina el destino de una célula, o qué sucede en el útero para convertir una célula en desarrollo en un tipo específico de célula, un aspecto de la biología humana que se desconoce en gran medida.
Aquí, él y su equipo se centraron en las células que permiten a las personas ver azul, rojo y verde, los tres fotorreceptores de cono en el ojo humano.
Si bien la mayoría de las investigaciones de la visión se realizan en ratones y peces, ninguna de esas especies tiene la visión dinámica del día y del color de los humanos. Por lo tanto, el equipo de Johnston creó los ojos humanos que necesitaban, con células madre
"La visión tricromática del color nos separa de la mayoría de los otros mamíferos", dijo la autora principal Kiara Eldred, estudiante graduada de Johns Hopkins. "Nuestra investigación realmente está tratando de descubrir qué caminos toman estas células para darnos esa visión especial del color".
Durante meses, a medida que las células crecieron en el laboratorio y se convirtieron en retinas completas, el equipo descubrió que las células de detección azul se materializaron primero, seguidas de las células de detección roja y verde. En ambos casos, encontraron la clave parael cambio molecular fue el flujo y reflujo de la hormona tiroidea. Es importante destacar que el nivel de esta hormona no estaba controlado por la glándula tiroides, que por supuesto no está en el plato, sino completamente por el ojo mismo.
Entendiendo cómo la cantidad de hormona tiroidea dictaminó si las células se volvieron azules o rojas y verdes, el equipo pudo manipular el resultado, creando retinas que si formaran parte de un ojo humano completo, solo verían azul y otras quesolo podía ver verde y rojo.
El hallazgo de que la hormona tiroidea es esencial para crear conos rojo-verdes proporciona una idea de por qué los bebés prematuros, que han reducido los niveles de hormona tiroidea porque carecen del suministro materno, tienen una mayor incidencia de trastornos de la visión.
"Si podemos responder lo que lleva a una célula a su destino terminal, estamos más cerca de poder restaurar la visión del color para las personas que han dañado los fotorreceptores", dijo Eldred. "Esta es una pregunta realmente hermosa, tanto visual como intelectualmente:- ¿Qué es lo que nos permite ver el color? "
Estos hallazgos son un primer paso para el laboratorio. En el futuro les gustaría usar organoides para aprender aún más sobre la visión del color y los mecanismos involucrados en la creación de otras regiones de la retina, como la mácula. Desde la degeneración maculares una de las principales causas de ceguera en las personas, comprender cómo cultivar una nueva mácula podría conducir a tratamientos clínicos.
"Lo emocionante de esto es que nuestro trabajo establece los organoides humanos como un sistema modelo para estudiar los mecanismos del desarrollo humano", dijo Johnston. "Lo que realmente está empujando el límite aquí es que estos organoides tardan nueve meses en desarrollarse como un bebé humano".Entonces, lo que realmente estamos estudiando es el desarrollo fetal "
El equipo de investigación también incluyó a Sarah Hadyniak, Katarzyna Hussey y Boris Brenerman, estudiantes de posgrado de la Universidad Johns Hopkins; Ping-Wu Zhang, Xitiz Chamling y Valentin Sluch, investigadores del Instituto Wilmer Eye; Derek Welsbie del Instituto Shiley Eye; Samer Hattar, profesor del NIH; James Taylor, profesor de biología e informática de Johns Hopkins; Karl Wahlin del Shiley Eye Institute y Donald Zack, profesor de la Facultad de medicina de la universidad.
Este trabajo fue financiado por la subvención Pew Charitable Trusts 00027373, el Instituto Médico Howard Hughes, la subvención de la National Science Foundation 1746891 y los Institutos Nacionales de Salud.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Johns Hopkins . Original escrito por Jill Rosen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :