Más de 3 millones de estadounidenses tienen glaucoma, una afección ocular grave que causa pérdida de visión. Utilizando modelos de células madre humanas, los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana descubrieron que podían analizar los déficits dentro de las células dañadas por el glaucoma, con el potencial de utilizar esta información paradesarrollar nuevas estrategias para retrasar el proceso de la enfermedad.
El estudio, publicado el 11 de junio en Informes de células madre , enfocado en atacar mutaciones genéticas dentro de las células ganglionares de la retina, que sirven como la conexión entre el ojo y el cerebro. Los investigadores descubrieron que al diferenciar las células madre humanas pluripotentes en células ganglionares de la retina, podían identificar características asociadas con la neurodegeneración en el glaucoma.
"Una vez que haya identificado un objetivo como este, lo que está sucediendo mal en las células, esto abre una serie de posibilidades para el desarrollo eventual de enfoques terapéuticos, especialmente enfoques farmacológicos para frenar y revertir estos fenotipos degenerativos"dijo Jason Meyer, PhD, profesor asociado de genética médica y molecular en la Facultad de Medicina de IU.
El equipo de investigadores fue dirigido por Meyer, junto con los primeros autores de la publicación, Kirstin VanderWall y Kang-Chieh Huang, estudiantes graduados de la Facultad de Ciencias de la IUPUI en el laboratorio de Meyer, que se encuentra dentro de Stark Neurosciences ResearchInstituto. El laboratorio de Meyer se había ubicado previamente dentro de la Facultad de Ciencias.
Cuando las células ganglionares de la retina se degeneran a través del glaucoma, conduce a la pérdida de visión y ceguera eventual. Los investigadores en este estudio derivaron células madre pluripotentes de un paciente que tenía una forma genética de glaucoma, dijo Meyer. Luego diferenciaron las células madre encélulas ganglionares de la retina para buscar déficits de neurodegeneración.
"Una de las cosas poderosas acerca de la investigación con células madre es cuando obtiene las células de un paciente que tiene una base genética para una enfermedad, todos los planos están en el ADN de la célula para desarrollar las características de la enfermedad"Dijo Meyer
También utilizaron la tecnología de edición de genes, CRISPR-Cas9, para introducir una mutación genética comúnmente asociada con el glaucoma en las líneas existentes de las células madre para el modelado de enfermedades, así como para corregir el defecto genético en las células derivadas del paciente.
"Los enfoques de edición de genes CRISPR / Cas9 no solo nos permitieron estudiar la enfermedad, sino que al usar este enfoque también pudimos mostrar cómo corregir la mutación genética revirtió la enfermedad, demostrando el potencial de los enfoques de terapia génica también", dijo Huang.
Meyer dijo que el equipo descubrió la disfunción en el proceso de autofagia, la forma en que el cuerpo elimina las células dañadas para regenerar células sanas.
"Encontramos que en las células de pacientes con glaucoma, hay algunos déficits en este proceso de autofagia, por lo que se acumuló demasiada basura celular", dijo Meyer, y agregó que esos déficits se correlacionan con la degeneración de las células,que se marchitaría y finalmente moriría.
Usando un compuesto farmacéutico llamado rapamicina, que se sabe que estimula el proceso de autofagia, Meyer dijo que descubrieron que muchas de las características neurodegenerativas que habían identificado previamente se ralentizaron y las células parecieron recuperarse y parecer más normales.
Meyer dijo que las células madre humanas son fundamentales para estudiar la enfermedad humana, especialmente la neurodegeneración. Estudios anteriores sobre las células ganglionares de la retina y el glaucoma como enfermedad degenerativa que utilizan modelos animales sugieren diferencias en la respuesta de las células entre especies.
"Dado que son células humanas, nos da un modelo más representativo para que podamos probar compuestos farmacológicos", agregó VanderWall, "y nos da una mejor idea de cómo podría ser potencialmente tóxico o no tóxico para las células humanas en comparación conensayos de compuestos en animales "
Meyer dijo que al identificar un objetivo dentro de las células, el proceso de autofagia, el trabajo continuo del laboratorio se centrará en analizar formas de usar diferentes tipos de compuestos farmacéuticos para el tratamiento del glaucoma. Como es el caso de muchas enfermedades neurodegenerativas, comocomo las enfermedades de Alzheimer y Parkinson, existen muy pocos tratamientos, si los hay, y ninguna cura.
"Existe una gran necesidad de tratar de identificar nuevos enfoques para tratar estas enfermedades", dijo Meyer. El National Eye Institute, el Departamento de Salud de Indiana y el Fondo de Investigación de Lesiones Cerebrales y el Departamento de Salud de Indiana proporcionaron apoyo para esta investigación.Instituto de Ciencias Clínicas y Traslacionales de Indiana.
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Materiales proporcionado por Escuela de Medicina de la Universidad de Indiana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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