Retinas de ratón en desarrollo. Imagen: M. Völkner/M. Karl. Fuente: DZNE.
La ciencia de las células madre permite que los científicos tengan recetas para hacer retinas (la parte del ojo que es sensible a la luz) humanas. Los primeros protocolos permitieron la generación de células de la retina en placas de laboratorio y más recientemente, como tejido complejo formando pequeñas copas con forma de ojos.
Investigadores de Alemania han desarrollado ahora otra forma eficaz de hacer organoides de retina en 3-D, que imitan la organización de tejidos del órgano, con células madre de ratón o humanas. Su versión de "mini-retinas", publicada en línea en Stem Cell Reports, ofrece nuevas perspectivas sobre el crecimiento de la retina, y sobre su daño y reparación.
"El objetivo no es sólo crear lo más parecido a una retina real, sino también posiblemente aprovechar la flexibilidad del sistema para crear formas más diversas de estudiar el tejido de la retina", dice el autor Mike Karl, del Centro Alemán de Enfermedades Neurodegenerativas (DZNE). "Tenemos que respetar que cada protocolo es una nueva bestia con diferentes gustos, envoltorios, y propósitos."
Las tecnologías de células madre tienen el potencial de desarrollar terapias para el tratamiento de enfermedades tales como la ceguera relacionada con la edad, y biólogos celulares como Karl trabajan para entender la regeneración de las neuronas, desde los vertebrados inferiores hasta los seres humanos, lo cual puede ayudar a la medicina regenerativa de manera más indirecta.
Por ejemplo, los organoides de retina en 3-D desarrollados en el laboratorio de Karl (un trabajo dirigido por Manuela Völkner) replican de manera eficiente la formación de la retina. Esto incluye específicamente las células del cono de detección de luz, que ahora se pueden producir en grandes cantidades en estas mini-retinas. Los conos, que son responsables de la agudeza y la percepción de los colores, son el tipo de células retinianas más valioso en lo que respecta a las posibles futuras terapias de reemplazo celular en pacientes afectados por degeneración de la retina.
"La heterogeneidad de los tejidos es un reto importante en los sistemas organoides, y nuestro trabajo proporciona una nueva visión al respecto, que ayudará a desarrollar modelos específicos basados en organoides, para estudiar de manera fiable los mecanismos de las enfermedades de la retina", dice Karl en la nota de prensa de Cell Press, publicada en EurekAlert! Karl pertenece tambien al Centro de Terapias Regenerativas de la Universidad Técnica de Dresde.
Investigadores de Alemania han desarrollado ahora otra forma eficaz de hacer organoides de retina en 3-D, que imitan la organización de tejidos del órgano, con células madre de ratón o humanas. Su versión de "mini-retinas", publicada en línea en Stem Cell Reports, ofrece nuevas perspectivas sobre el crecimiento de la retina, y sobre su daño y reparación.
"El objetivo no es sólo crear lo más parecido a una retina real, sino también posiblemente aprovechar la flexibilidad del sistema para crear formas más diversas de estudiar el tejido de la retina", dice el autor Mike Karl, del Centro Alemán de Enfermedades Neurodegenerativas (DZNE). "Tenemos que respetar que cada protocolo es una nueva bestia con diferentes gustos, envoltorios, y propósitos."
Las tecnologías de células madre tienen el potencial de desarrollar terapias para el tratamiento de enfermedades tales como la ceguera relacionada con la edad, y biólogos celulares como Karl trabajan para entender la regeneración de las neuronas, desde los vertebrados inferiores hasta los seres humanos, lo cual puede ayudar a la medicina regenerativa de manera más indirecta.
Por ejemplo, los organoides de retina en 3-D desarrollados en el laboratorio de Karl (un trabajo dirigido por Manuela Völkner) replican de manera eficiente la formación de la retina. Esto incluye específicamente las células del cono de detección de luz, que ahora se pueden producir en grandes cantidades en estas mini-retinas. Los conos, que son responsables de la agudeza y la percepción de los colores, son el tipo de células retinianas más valioso en lo que respecta a las posibles futuras terapias de reemplazo celular en pacientes afectados por degeneración de la retina.
"La heterogeneidad de los tejidos es un reto importante en los sistemas organoides, y nuestro trabajo proporciona una nueva visión al respecto, que ayudará a desarrollar modelos específicos basados en organoides, para estudiar de manera fiable los mecanismos de las enfermedades de la retina", dice Karl en la nota de prensa de Cell Press, publicada en EurekAlert! Karl pertenece tambien al Centro de Terapias Regenerativas de la Universidad Técnica de Dresde.
Organoides
"Incluso con nuestras nuevas adiciones a los sistemas de organoides existentes, todavía no hemos llegado a ese punto de inflexión de robustez que necesitamos para que las personas sin la experiencia necesaria desarrollen estos modelos", dice Karl. "Desarrollando los detalles, esperamos ayudar a aquellos que simplemente quieren ir y estudiar algo concreto".
El cambio del laboratorio de Karl en el protocolo de mini-retinas implica cortar en tres piezas una retina cultivada a partir de células madre, en una etapa temprana del desarrollo del ojo. Cada una de estas piezas, que parecen pequeñas medias lunas, con el tiempo desarrollan el conjunto de células que se encuentran en la retina, lo que aumenta el rendimiento de los organoides de retina hasta por 4 en comparación con protocolos anteriores.
La trisección también incita a los organoides supervivientes a crecer hasta alcanzar tamaños similares a los organoides sin cortar. Estas mini-retinas nadan por el plato y debido a que no están unidas a una superficie, reflejan mejor la estructura del tejido de la retina durante su desarrollo.
El siguiente objetivo de Karl es hacer sus mini-retinas aún más complejas, tal vez mediante la incorporación de vasos sanguíneos, así como utilizar los organoides para estudiar la regeneración y el funcionamiento de diferentes tipos de células neuronales -en concreto, de la retina humana.
El trabajo estuvo financiado en parte por el Sexto programa Marco de la Unión Europea.
"Incluso con nuestras nuevas adiciones a los sistemas de organoides existentes, todavía no hemos llegado a ese punto de inflexión de robustez que necesitamos para que las personas sin la experiencia necesaria desarrollen estos modelos", dice Karl. "Desarrollando los detalles, esperamos ayudar a aquellos que simplemente quieren ir y estudiar algo concreto".
El cambio del laboratorio de Karl en el protocolo de mini-retinas implica cortar en tres piezas una retina cultivada a partir de células madre, en una etapa temprana del desarrollo del ojo. Cada una de estas piezas, que parecen pequeñas medias lunas, con el tiempo desarrollan el conjunto de células que se encuentran en la retina, lo que aumenta el rendimiento de los organoides de retina hasta por 4 en comparación con protocolos anteriores.
La trisección también incita a los organoides supervivientes a crecer hasta alcanzar tamaños similares a los organoides sin cortar. Estas mini-retinas nadan por el plato y debido a que no están unidas a una superficie, reflejan mejor la estructura del tejido de la retina durante su desarrollo.
El siguiente objetivo de Karl es hacer sus mini-retinas aún más complejas, tal vez mediante la incorporación de vasos sanguíneos, así como utilizar los organoides para estudiar la regeneración y el funcionamiento de diferentes tipos de células neuronales -en concreto, de la retina humana.
El trabajo estuvo financiado en parte por el Sexto programa Marco de la Unión Europea.
Referencia bibliográfica:
Völkner et al.: Retinal organoids from pluripotent stem cells efficiently recapitulate retinogenesis. Stem Cell Reports (2016). DOI: 10.1016/j.stemcr.2016.03.001.
Völkner et al.: Retinal organoids from pluripotent stem cells efficiently recapitulate retinogenesis. Stem Cell Reports (2016). DOI: 10.1016/j.stemcr.2016.03.001.