Córnea functional restaurada tras el trasplante de células madre limbares humanas en un modelo de ratón con deficiencia de células madre limbares. Imagen: Paraskevi Evi Kolovou, Bruce Ksander, y Natasha y Markus Frank. Fuente: Massachusetts Eye and Ear/Schepens Eye Research Institute.
El limbo esclerocorneal es una parte de la córnea del ojo esencial para la visión. Si presenta insuficiencia -por razones congénitas o por lesiones, como quemaduras o cicatrices- el paciente puede perder la vista.
De un tiempo a esta parte, se viene investigando la implantación de células madre de dicho limbo, capaces de regenerar esta región de la córnea, como potencial método terapéutico para la insuficiencia limbar o para la Enfermedad de Deficiencia Limbar.
En esta dirección se ha centrado una investigación realizada en Estados Unidos, cuyos resultados resultan sumamente esperanzadores.
El truco: una molécula “guía”
Un equipo de investigadores de varios centros, entre ellos el Massachusetts Eye and Ear/Schepens Eye Research Institute, han conseguido en concreto lo siguiente: han determinado cómo impulsar la regeneración de tejido de la córnea.
El truco estaría en una molécula llamada ABCB5, que actúa como marcador de las llamadas células madre limbares (sirve para saber dónde y cómo se encuentran esas células), que son las que ayudan a mantener y a regenerar el tejido de la córnea.
Esto es importante porque las “células madre limbares son muy raras”. Sin embargo, “el éxito de los trasplantes depende de ellas”, explica Bruce Ksander, uno de los autores de la investigación en un comunicado del Massachusetts Eye and Ear/Schepens Eye Research Institute.
Hasta ahora, se habían usado trasplantes de tejido o celulares para ayudar a la córnea dañada a regenerarse, pero no se había podido saber si realmente había células madre limbares en los injertos, o cuántas, por lo que los resultados obtenidos no habían sido consistentes.
En el presente estudio, los investigadores lograron usar anticuerpos para detectar la molécula ABCB5 y, de este modo, centrarse en las células madre limbares del tejido de donantes humanos fallecidos, que usaron para regenerar de forma anatómicamente correcta córneas humanas, totalmente funcionales, en ratones.
Ksander explica que el hallazgo de la molécula ABCB5 hará, por tanto, “mucho más fácil restaurar la superficie de la córnea”.
De un tiempo a esta parte, se viene investigando la implantación de células madre de dicho limbo, capaces de regenerar esta región de la córnea, como potencial método terapéutico para la insuficiencia limbar o para la Enfermedad de Deficiencia Limbar.
En esta dirección se ha centrado una investigación realizada en Estados Unidos, cuyos resultados resultan sumamente esperanzadores.
El truco: una molécula “guía”
Un equipo de investigadores de varios centros, entre ellos el Massachusetts Eye and Ear/Schepens Eye Research Institute, han conseguido en concreto lo siguiente: han determinado cómo impulsar la regeneración de tejido de la córnea.
El truco estaría en una molécula llamada ABCB5, que actúa como marcador de las llamadas células madre limbares (sirve para saber dónde y cómo se encuentran esas células), que son las que ayudan a mantener y a regenerar el tejido de la córnea.
Esto es importante porque las “células madre limbares son muy raras”. Sin embargo, “el éxito de los trasplantes depende de ellas”, explica Bruce Ksander, uno de los autores de la investigación en un comunicado del Massachusetts Eye and Ear/Schepens Eye Research Institute.
Hasta ahora, se habían usado trasplantes de tejido o celulares para ayudar a la córnea dañada a regenerarse, pero no se había podido saber si realmente había células madre limbares en los injertos, o cuántas, por lo que los resultados obtenidos no habían sido consistentes.
En el presente estudio, los investigadores lograron usar anticuerpos para detectar la molécula ABCB5 y, de este modo, centrarse en las células madre limbares del tejido de donantes humanos fallecidos, que usaron para regenerar de forma anatómicamente correcta córneas humanas, totalmente funcionales, en ratones.
Ksander explica que el hallazgo de la molécula ABCB5 hará, por tanto, “mucho más fácil restaurar la superficie de la córnea”.
Otros hallazgos
La molécula ABCB5 fue originalmente descubierta en el laboratorio de Markus Frank, del Hospital infantil de Boston, y de Natasha Frank, del Brigham and Women’s Hospital.
En dicho laboratorio se desarrolló también el modelo de ratón que ha permitido descubrir que la ABCB5 se produce en las células madre limbares (ya se sabía que está presente también en células precursoras de tejido de piel humana y del intestino); y se constató que esta molécula es necesaria para el mantenimiento y supervivencia de las células madre limbares, así como para la reparación y el desarrollo de la córnea.
De hecho, ratones que carecían del gen ABCB5 funcional perdieron sus poblaciones de células madre limbares y, en consecuencia, sus córneas no sanaron bien tras las lesiones.
"La ABCB5 permite que las células madre del limbo sobrevivan y las protege de la apoptosis o muerte celular programada", explica Markus Frank. "El modelo de ratón nos ha permitido por primera vez entender el papel de esta molécula en el desarrollo normal (de la córnea), y debe ser muy importante para el campo de células madre en general", añade.
La presente investigación, publicada esta semana en Nature, también es uno de los primeros ejemplos conocidos de generación de tejido a partir de una célula madre derivada de adulto.
Más células para curar la ceguera
Con este nuevo avance, el camino hacia una futura curación de la ceguera con células madre sigue adelante.
Por ahora, estas células se han utilizado para crear en laboratorio una estructura tridimensional similar a la de la retina humana, que podría llegar a sustituir el tejido retiniano enfermo o muerto para restaurar la visión; para rehacer la capa sensible a la luz de las retinas de ratones ciegos; e incluso para tratar a humanos con degeneración macular asociada a la edad (DMAE), una enfermedad que es la primera causa de ceguera en el mundo.
La molécula ABCB5 fue originalmente descubierta en el laboratorio de Markus Frank, del Hospital infantil de Boston, y de Natasha Frank, del Brigham and Women’s Hospital.
En dicho laboratorio se desarrolló también el modelo de ratón que ha permitido descubrir que la ABCB5 se produce en las células madre limbares (ya se sabía que está presente también en células precursoras de tejido de piel humana y del intestino); y se constató que esta molécula es necesaria para el mantenimiento y supervivencia de las células madre limbares, así como para la reparación y el desarrollo de la córnea.
De hecho, ratones que carecían del gen ABCB5 funcional perdieron sus poblaciones de células madre limbares y, en consecuencia, sus córneas no sanaron bien tras las lesiones.
"La ABCB5 permite que las células madre del limbo sobrevivan y las protege de la apoptosis o muerte celular programada", explica Markus Frank. "El modelo de ratón nos ha permitido por primera vez entender el papel de esta molécula en el desarrollo normal (de la córnea), y debe ser muy importante para el campo de células madre en general", añade.
La presente investigación, publicada esta semana en Nature, también es uno de los primeros ejemplos conocidos de generación de tejido a partir de una célula madre derivada de adulto.
Más células para curar la ceguera
Con este nuevo avance, el camino hacia una futura curación de la ceguera con células madre sigue adelante.
Por ahora, estas células se han utilizado para crear en laboratorio una estructura tridimensional similar a la de la retina humana, que podría llegar a sustituir el tejido retiniano enfermo o muerto para restaurar la visión; para rehacer la capa sensible a la luz de las retinas de ratones ciegos; e incluso para tratar a humanos con degeneración macular asociada a la edad (DMAE), una enfermedad que es la primera causa de ceguera en el mundo.
Referencia bibliográfica:
Bruce R. Ksander, Paraskevi E. Kolovou, Brian J. Wilson, Karim R. Saab, Qin Guo, Jie Ma, Sean P. McGuire, Meredith S. Gregory, William J. B. Vincent, Victor L. Perez, Fernando Cruz-Guilloty, Winston W. Y. Kao, Mindy K. Call, Budd A. Tucker, Qian Zhan, George F. Murphy, Kira L. Lathrop, Clemens Alt, Luke J. Mortensen, Charles P. Lin, James D. Zieske, Markus H. Frank, Natasha Y. Frank. ABCB5 is a limbal stem cell gene required for corneal development and repair. Nature (2014). DOI: 10.1038/nature13426.
Bruce R. Ksander, Paraskevi E. Kolovou, Brian J. Wilson, Karim R. Saab, Qin Guo, Jie Ma, Sean P. McGuire, Meredith S. Gregory, William J. B. Vincent, Victor L. Perez, Fernando Cruz-Guilloty, Winston W. Y. Kao, Mindy K. Call, Budd A. Tucker, Qian Zhan, George F. Murphy, Kira L. Lathrop, Clemens Alt, Luke J. Mortensen, Charles P. Lin, James D. Zieske, Markus H. Frank, Natasha Y. Frank. ABCB5 is a limbal stem cell gene required for corneal development and repair. Nature (2014). DOI: 10.1038/nature13426.