La retina está organizada en diversas capas celulares. Los fotorreceptores (PR) convierten la luz en señales electroquímicas, que son transmitidas por las células bipolares a las células ganglionares de la retina (CGR). Estas CGR codifican la información visual como potenciales de acción (PA), que se envían a áreas cerebrales superiores, …
La retina está organizada en diversas capas celulares. Los fotorreceptores (PR) convierten la luz en señales electroquímicas, que son transmitidas por las células bipolares a las células ganglionares de la retina (CGR). Estas CGR codifican la información visual como potenciales de acción (PA), que se envían a áreas cerebrales superiores, partiendo de que son las primeras células en desarrollarse y son las únicas neuronas de proyección de la retina.
En este contexto, emergen los organoides retinianos (OR), que han revolucionado el estudio del desarrollo y las enfermedades de la retina al imitar fielmente la arquitectura y la función de la retina humana. Estos modelos cultivados en laboratorio ofrecen una plataforma sin precedentes para estudiar los trastornos visuales, probar nuevos tratamientos y descubrir las complejidades de la biología retiniana.
Sin embargo, los OR tradicionales se enfrentan a una limitación crítica: la falta de una vasculatura funcional. Sin una vasculatura, el suministro de nutrientes y oxígeno es insuficiente, lo que provoca la muerte celular y la disminución de la supervivencia de las células ganglionares de la retina (CGR). Científicos del Hospital Universitario de Bonn (UKB), la Universidad de Bonn (Alemania) y el Instituto de Oftalmología Molecular y Clínica de Basilea (Suiza) han intentado dar respuesta a dicho problema.
En un trabajo, publicado en la revista ‘Cell Stem Cell’ exponen cómo resolverlo, combinando organoides retinianos derivados de células madre humanas con células endoteliales, que se integran en los organoides y crean redes similares a lúmenes que transportan nutrientes y oxígeno, un requisito crucial para preservar las sensibles células ganglionares de la retina. In vivo , los axones de las células ganglionares de la retina están formando el nervio óptico y retransmiten información visual desde la retina a las áreas cerebrales superiores.
«Hemos desarrollado un innovador sistema similar a la vasculatura dentro de los OR mediante la incorporación de células endoteliales derivadas de iPSC en la estructura del organoide. Este avance mejora significativamente el suministro de nutrientes y oxígeno, mejorando así la supervivencia y la función de las CGR», tal como explicaron los autores.
Los científicos probaron varios métodos para integrar las células vasculares y descubrieron que las células endoteliales precultivadas se integran mejor en esferas organoides ya formadas. Este enfoque preserva los procesos de desarrollo a la vez que aumenta significativamente el número de células ganglionares supervivientes. Los análisis muestran que los tipos celulares en los vRO se diferencian con normalidad, mientras que las células del nervio óptico sobreviven más tiempo y alcanzan una mayor madurez funcional.
«La incorporación de células vasculares mejora drásticamente la supervivencia y la función de las células ganglionares, lo que permite la primera demostración completa in vitro de la transmisión vertical de señales desde los fotorreceptores hasta las células ganglionares. Este avance establece los organoides retinianos como una plataforma funcional in vitro para el estudio del desarrollo y las enfermedades de la retina humana», según el prof. Volker Busskamp, autor correspondiente del estudio y jefe del grupo de investigación de Enfermedades Degenerativas de la Retina en la UKB.
Además, los organoides vascularizados demostraron su capacidad de responder a la hipoxia. En condiciones de bajo oxígeno, los vasos artificiales formaron nuevas redes, similares a los cambios observados en ciertas enfermedades de la retina. Esto abre la posibilidad de modelar afecciones como la retinopatía del prematuro y de probar nuevos enfoques terapéuticos.
En definitiva, los organoides retinianos vascularizados proporcionan ahora modelos retinianos humanos más sofisticados que contienen células ganglionares retinianas funcionales y permiten el desarrollo de vías de señalización luminosa en el laboratorioEstos hallazgos abren la puerta a nuevas perspectivas para el estudio de enfermedades de la retina, el ensayo de fármacos y el desarrollo de futuras terapias.