sep
20
Un estudio de la Universidad de Barcelona revela que la falta del gen CERKL, causante de enfermedades hereditarias de la visión, es capaz de alterar la capacidad de la retina para combatir el estrés oxidativo y causar ceguera.
Aún existen muchas incógnitas por resolver sobre el mecanismo de acción del gen CERKL, causante de la retinosis pigmentaria y otras enfermedades hereditarias de la visión. Ahora, un equipo de la Universidad de Barcelona ha descrito cómo la falta del gen CERKL altera la capacidad de las células de la retina para combatir el estrés oxidativo generado por la luz y desencadena mecanismos de muerte celular que causan ceguera. El nuevo trabajo, publicado en la revista Redox Biology, es un paso adelante para caracterizar la ceguera hereditaria e identificar mecanismos clave para abordar futuros tratamientos basados en la medicina de precisión.
Lidera el trabajo la catedrática Gemma Marfany, de la Facultad de Biología, el Instituto de Biomedicina de la Universidad de Barcelona (IBUB) y el Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER). La investigación, llevada a cabo con modelos animales, es el resultado de la estrecha colaboración con equipos del Instituto de Investigación Sant Joan de Déu (IRSJD), la Universidad de Valencia, el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CSIC -UAM) y el Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de octubre de Madrid.
El estudio revela por primera vez que cuando falta el gen CERKL, las células de la retina están permanentemente estresadas. «Este estado exacerbado basal hace que cuando se causa un daño oxidativo adicional —como con el estímulo continuo de la luz— las células ya no sean capaces de responder porque no pueden activar más mecanismos de respuesta antioxidante», detalla Gemma Marfany, miembro del Departamento de Genética, Microbiología y Estadística de la UB.
«Por tanto, la retina está inflamada de forma permanente. Como consecuencia, las células retinianas activan mecanismos de muerte celular, como la necroptosis y la ferroptosis. Aunque los experimentos se han realizado en ratón, estas alteraciones permiten explicar cómo y por qué las células fotorreceptoras mueren en los pacientes y causan la ceguera», añade.
¿Cómo responde la retina a la luz cuando falta el gen CERKL?
La retina es un tejido neuronal que está constantemente sometida a un estrés lumínico —por tanto, oxidativo— y las células retinales deben activar mecanismos antioxidantes para hacerle frente. El nuevo trabajo se basa en un modelo de ratón transgénico al que se ha eliminado el gen CERKL mediante técnicas de edición génica (CRISPR). Aplicando técnicas electrofisiológicas, se comprobó cómo la retina de estos ratones sin CERKL degenera progresivamente de forma similar al caso de los pacientes humanos. Ahora bien, ¿cómo se altera la actividad fisiológica de los fotorreceptores cuando el gen CERKL está mutado?
«Gracias a la colaboración multidisciplinar entre equipos, hemos podido combinar distintas aproximaciones para profundizar en la patología causada por mutaciones en el CERKL. Las técnicas de transcriptómica han revelado cómo responde la retina al estrés lumínico cuando no tiene la proteína CERKL. Con los análisis metabolómicos se han identificado las vías bioquímicas celulares alteradas que no permiten a la retina hacer frente al daño oxidativo generado por el exceso de luz y que terminan provocando la muerte de los fotorreceptores», indica Gemma Marfany.
«Consideramos que el CERKL es un gen de resiliencia en el estrés oxidativo. Todo ese conocimiento complementa los estudios genéticos y abre nuevas vías a futuras aproximaciones terapéuticas», detalla la investigadora.
Descubrir la función de los genes para poder diseñar terapias
Una de cada 3 000 personas en el mundo tiene algún tipo de distrofia hereditaria de retina, una de las enfermedades raras de mayor incidencia en la población. Hasta ahora, se ha identificado un total de 90 genes asociados con la retinosis pigmentaria, pero existen más de 300 genes que pueden afectar a la visión.
«Es decisivo poder realizar un buen diagnóstico genético de los pacientes, e identificar el gen que causa la enfermedad. Ahora sabemos que cerca de un 3 % de los pacientes con retinosis pigmentaria en España traen mutaciones en el gen CERKL», apunta Marfany.
«Buena parte de los esfuerzos en investigación en enfermedades raras de la visión se centra precisamente en este diagnóstico genético de los pacientes, pero para comprender el efecto fisiológico de estas mutaciones es necesario analizar qué pasa en las células de la retina».
Identificar el gen causante de la enfermedad y su función fisiológica son los pilares para diseñar una terapia de precisión o personalizada. En el caso de la terapia génica, suele ser costosa —en tiempo y en dinero— y sólo es accesible a un número limitado de pacientes.
«Ahora bien, si conocemos mejor cuáles son las vías alteradas cuando no existe el gen CERKL, podremos pensar cómo compensar estas vías: por ejemplo, con medicamentos que puedan actuar sobre estas vías metabólicas y restaurar el correcto funcionamiento de las neuronas de la retina y devolver a un estado más homeostático. Este tipo de aproximación terapéutica es mucho más asequible, y si ralentiza el progreso de la enfermedad, podría beneficiar a muchos pacientes».
El Grupo de investigación en Genética Molecular Humana de la UB tiene una destacada trayectoria de más de 25 años en el estudio de las bases genéticas de las enfermedades de la visión. Fue el equipo líder en identificar un gen desconocido —el CERKL— como el causante de la retinosis pigmentaria (The American Journal of Human Genetics, 2004) en un estudio sobre una familia con varios hijos afectados.
«Nuestro equipo sigue trabajando para intentar comprender cómo mutaciones en el gen CERKL provoca la muerte de los fotorreceptores en los pacientes. En el futuro, queremos generar nuevos modelos de la enfermedad con organoides de la retina humana, y diseñar estrategias de terapia de precisión —terapia génica y también con medicamentos— basada en moléculas que permitan revertir los síntomas más graves de la enfermedad», concluye Gemma Marfany.
Referencia
García-Arroyo R, Domènech EB, Herrera-Úbeda C, Asensi MA, Núñez de Arenas C, Cuezva JM, et al. Exacerbated response to oxidative stress in the Retinitis Pigmentosa CerklKD/KO mouse model triggers retinal degeneration pathways upon acute light stress. Redox Biology. 2023; 66:102862. https://doi.org/10.1016/j.redox.2023.102862
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221323172300263X
18/09/2023
Fuente: (IMMedico) Tomado- Noticia/ Oftalmología
ago
10
Científicos del CSIC han participado en el análisis de las características viscoelásticas de las lágrimas naturales empleando una técnica basada en la dispersión de la luz
Científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el Instituto de Estructura de la Materia (IEM-CSIC) han participado en un estudio que ha determinado las propiedades viscoelásticas de las lágrimas humanas. Las conclusiones derivadas de este trabajo, que aparece publicado en la revista Physics of Fluids y para el que se han probado diez formulaciones distintas de productos de hidratación ocular artificial, abren el camino al diseño de colirios más eficaces y adaptados a las necesidades del paciente.
En comparación con los colirios, las lágrimas naturales presentan una composición mucho más compleja. Contienen una amplia gama de componentes, como diversos tipos de lípidos, carbohidratos, proteínas, agua y sales. Esta mezcla compleja les confiere su espesor ideal y su capacidad para hidratar los ojos, un diseño difícil de replicar con menos ingredientes.
Los investigadores del IEM, en colaboración con investigadores del Polymat (UPV/EHU), del Departamento de Biología Celular e Histología y el Grupo de Biología (UPV/EHU), del Hospital Universitario de Donostia y la clínica oftalmológica Miranza Begitek, han analizado propiedades como la viscosidad, la elasticidad, la estabilidad y los efectos de diferentes concentraciones de componentes en lágrimas y colirios. Además, han examinado el comportamiento de los líquidos bajo estrés, como durante el parpadeo.
Para examinar los diminutos volúmenes de las lágrimas, se han empleado métodos de microrreología, los cuales son capaces de monitorizar en el líquido el movimiento de partículas del tamaño por debajo de una micra mediante la técnica denominada dispersión dinámica de la luz (DLS, sus siglas en inglés), que utiliza la luz dispersada por dichas partículas para revelar las propiedades del líquido en diferentes condiciones.
“Este estudio permitirá adaptar las formulaciones y características de los colirios utilizados en patologías como el ojo seco, para complementar las peculiaridades individuales y lograr una mayor eficacia. Es la primera vez que se aplican estos métodos al estudio de las lágrimas, lo que tiene implicaciones tanto para el conocimiento fundamental de este tipo de fluidos como para el diseño de materiales funcionales con propiedades específicas deseadas», señala Juan F. Vega, investigador del CSIC en el IEM.
Los investigadores creen que este enfoque podría aplicarse también al estudio de otros fluidos biológicos. Los autores planean seguir explorando formulaciones más complejas de productos de hidratación ocular artificial y ampliar su investigación al estudio de lágrimas humanas con aplicación en el tratamiento diferentes patologías.
«Mediante un ajuste cuidadoso, los productos de hidratación ocular artificial pueden adaptarse para satisfacer necesidades específicas, como estabilidad, lubricación e hidratación, y para imitar las lágrimas naturales», afirma Vega. «En última instancia, este trabajo tiene como objetivo mejorar la comodidad y el bienestar de las personas que experimentan síntomas de ojo seco», concluye.
Fuente: Dicyt
Referencia: Vega JF, Fernández M, Cardil A, Calafel I, Martínez-Soroa I,Pérez Sarriegui A, Acera A. Shedding light on the viscoelastic behavior of artificial and human tears: A microrheological approach. Physics of Fluids 35, 072008 (2023) https://doi.org/10.1063/5.0152482
ago
8
La exposición solar y ciertas prácticas en los meses de verano elevan el riesgo de tumores palpebrales y de alteraciones oculares. Ambos procesos se pueden prevenir y tratar.
Los ojos son una de las partes del cuerpo expuestas al sol, muy especialmente en los meses de verano, aunque muy a menudo no suelen estar todo lo protegidos que deberían. La piel que los recubre, como cualquier otra zona del organismo humano pueden ser asiento del desarrollo de diferentes tumores, tanto en párpados como en el el canto interno del ojo, conocidos como tumores palpebrales.
Los carcinomas basocelulares y escamosos suelen ser los más frecuentes y de mejor pronóstico oncológico, pero en el peor de los casos, también pueden aparecer melanomas, más agresivos. Por ello, los especialistas insisten en la importancia de proteger la mirada del sol, tanto por la posibilidad de daño directo en los ojos como en el tejido cutáneo que los recubre y protege.
Los tumores palpebrales son aquellas lesiones benignas o malignas localizadas en la piel que recubre el párpado tanto inferior como superior. Los de carácter maligno constituyen entre el 80-90 % de los cánceres de la región periorbitaria.
Las últimas estadísticas sugieren que el que con mayor frecuencia afecta a los párpados es el carcinoma basocelular, que constituye el 90 % de los tumores del párpado. Le siguen el escamocelular, que constituye el 5 % de estas lesiones, el carcinoma de células sebáceas con una incidencia inferior al 5 % y el melanoma, el menos común, con una frecuencia menor al 1 %. Read more
may
8
Gracias al trabajo de investigadores de la Universidad de Montreal, hay nuevas esperanzas de recuperar la visión en pacientes con enfermedades degenerativas de la retina.
La investigación, publicada esta semana en Proceedings of the National Academy of Sciences, fue dirigida por el profesor de medicina de la UdeM Michel Cayouette, director de investigación en neurobiología celular del Instituto de Investigación Clínica de Montreal, afiliado a la UdeM.
Su equipo de investigación descubrió que las células que permanecen latentes en la retina (células gliales) pueden ser inducidas a transformarse en células que comparten algunas propiedades con los conos fotorreceptores, que permiten a las personas hacer cosas como percibir los colores, leer y conducir.
Las degeneraciones hereditarias de la retina están causadas por la pérdida de células sensibles a la luz en la retina, en la parte posterior del ojo. Cuando estas células degeneran debido a una enfermedad, no son reemplazadas y el paciente sufre una pérdida de visión que puede progresar hasta la ceguera total.
Aunque existen diversos enfoques, como la terapia génica, que ofrecen la esperanza de ralentizar o bloquear la progresión de la pérdida de células fotorreceptoras, estas técnicas no pueden restaurar las células perdidas y, por tanto, no son útiles para pacientes en fases avanzadas de la enfermedad.
De ahí la urgente necesidad de desarrollar terapias regenerativas que puedan reemplazar las células perdidas y restaurar la visión. Una vía prometedora sería utilizar células madre para generar fotorreceptores que pudieran trasplantarse al ojo del paciente, pero esta tecnología se enfrenta ahora a importantes retos que frenan su uso en la práctica clínica.
El equipo de Cayouette ha hallado una forma de reactivar células latentes de la retina y transformarlas en células similares a las neuronales que, en última instancia, podrían utilizarse para reemplazar las células perdidas en la degeneración de la retina.
«Hemos identificado dos genes que, cuando se expresan en estas células latentes llamadas células de Müller, pueden convertirlas en neuronas retinianas», explica la primera autora del estudio, Camille Boudreau-Pinsonneault, que acaba de doctorarse en la UdeM por este avance.
«Lo interesante es que se sabe que estas células de Müller reactivan y regeneran la retina en los peces», dijo. «Pero en los mamíferos, incluidos los humanos, normalmente no lo hacen, no después de una lesión o enfermedad. Y aún no entendemos del todo por qué».
El coautor Ajay David, estudiante de doctorado en el laboratorio de Cayouette, alabó «este emocionante avance sobre el trasplante celular», afirmando que «algún día podremos aprovechar las células que normalmente están presentes en la retina y estimularlas para regenerar las células retinianas perdidas por condiciones patológicas y restaurar la visión».
Basándose en su éxito, los científicos planean ahora perfeccionar la eficacia de esta técnica y encontrar una forma de promover la maduración completa de las células hasta convertirlas en fotorreceptores cónicos que podrían restaurar la visión.
Mayo 8/2023 (MedicalXpress) – Tomado de Neuroscience – Ophthalmology Copyright Medical Xpress 2011 – 2023 powered by Science X Network
abr
17
Una investigación revela un prometedor enfoque basado en células madre para corregir la degeneración de las células fotorreceptoras, que subyace a varias formas de deterioro visual y ceguera.
Un estudio preclínico en el que se utilizaron células madre para producir células fotorreceptoras progenitoras -células que detectan la luz en el ojo- y trasplantarlas a modelos experimentales de retina dañada ha dado como resultado una recuperación significativa de la visión. Este hallazgo, realizado por científicos de la Facultad de Medicina Duke-NUS, el Instituto de Investigación Ocular de Singapur y el Instituto Karolinska de Suecia, supone un primer paso hacia la posible recuperación de la visión en enfermedades oculares caracterizadas por la pérdida de fotorreceptores.
«Nuestro laboratorio ha desarrollado un método novedoso que permite producir células progenitoras de fotorreceptores similares a las de los embriones humanos», explica el profesor Tay Hwee Goon, primer autor del estudio del Centro de Investigación de la Visión de la Duke-NUS. «El trasplante de estas células en modelos experimentales ha producido una restauración parcial de la función retiniana».
La degeneración de los fotorreceptores del ojo es una causa importante de disminución de la visión que puede acabar provocando ceguera y para la que actualmente no existe ningún tratamiento eficaz. La degeneración de los fotorreceptores se produce en diversas enfermedades hereditarias de la retina, como la retinosis pigmentaria -una rara enfermedad ocular que descompone las células de la retina con el tiempo y acaba provocando pérdida de visión- y la degeneración macular asociada a la edad, una de las principales causas de discapacidad visual en todo el mundo.
La profesora Tay y su equipo desarrollaron un procedimiento para cultivar células madre embrionarias humanas en presencia de proteínas lamininas purificadas que intervienen en el desarrollo normal de la retina humana. En presencia de lamininas, las células madre podían diferenciarse en células progenitoras fotorreceptoras encargadas de convertir la luz en señales que se envían al cerebro.
Cuando estas células se trasplantaron a retinas dañadas, los modelos preclínicos mostraron una recuperación significativa de la visión. Una prueba diagnóstica llamada electrorretinograma también identificó una recuperación significativa en las retinas a través de la actividad eléctrica de la retina en respuesta a un estímulo luminoso. Las células trasplantadas establecieron conexiones con las células retinianas circundantes y los nervios de la retina interna. Además, sobrevivieron y funcionaron durante muchas semanas tras el trasplante.
Cuando estas células se trasplantaron a retinas dañadas, los modelos preclínicos mostraron una recuperación significativa de la visión. Una prueba diagnóstica llamada electrorretinograma también identificó una recuperación significativa en las retinas a través de la actividad eléctrica de la retina en respuesta a un estímulo luminoso. Las células trasplantadas establecieron conexiones con las células retinianas circundantes y los nervios de la retina interna. Además, sobrevivieron y funcionaron durante muchas semanas tras el trasplante.
De cara al futuro, el equipo espera perfeccionar su método para hacerlo más sencillo y lograr resultados más consistentes que en intentos anteriores de explorar la terapia con células madre para la sustitución de células fotorreceptoras.
«Es emocionante encontrar estos resultados, que sugieren una vía prometedora hacia el uso de células madre para tratar las formas de deterioro visual y ceguera causadas por la pérdida de fotorreceptores», afirma el Dr. Helder Andre, Jefe de Investigación Molecular y Celular del Departamento de Neurociencia Clínica del Instituto Karolinska y autor principal del estudio.
El profesor asociado Enrico Petretto, director del Centro de Biología Computacional de Duke-NUS y responsable del análisis bioinformático del estudio, añadió: «Nuestro método también puede ser útil para comprender las vías moleculares y celulares que impulsan la progresión de la degeneración macular, lo que quizá conduzca al desarrollo de otros enfoques terapéuticos».
El próximo reto para los investigadores es explorar la eficacia de su método en modelos de degeneración de fotorreceptores que se asemejen más a la condición humana.
«Si obtenemos resultados prometedores en nuestros futuros estudios, esperamos pasar a ensayos clínicos con pacientes», afirma el profesor Karl Tryggvason, del Programa de Trastornos Cardiovasculares y Metabólicos de Duke-NUS y autor correspondiente del estudio. «Eso sería un paso importante para poder revertir el daño de la retina y restaurar la visión».
Abril 14/2023 (Asia Research News) – Tomado de NewsRoom. Copyright 2004 – 2023 Asia Research News. Traducción realizada con la versión gratuita del traductor www.DeepL.com/Translator.
feb
8
Investigadores de Estados Unidos han logrado integrar neuronas humanas cultivadas en laboratorio en cerebros de ratas adultas a las que se había lesionado su corteza visual. Solo tres meses después, el injerto estaba totalmente incorporado y los animales ya respondían a estímulos luminosos. Read more
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