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Ratones ciegos recuperan la vista
Lunes, 25 de julio de 2016

Una combinación de estimulación visual y activación química del crecimiento logra la regeneración de los nervios retinianos lesionados en ratones

Tanya Lewis, 11 de julio de 2016

Los investigadores saben, desde hace tiempo, que el sistema nervioso central de los mamíferos posee una escasa capacidad de regeneración. Sin embargo, en un reciente trabajo, investigadores de la Universidad de Stanford, California (EE.UU), han demostrado que la combinación de la estimulación visual y la activación química de la diana del sirolimús o rapamicina (mTOR) en células de mamífero da lugar a la regeneración, en ratones ciegos, de las células ganglionares retinianas, consiguiendo así un restablecimiento parcial de la visión. Además, los axones regenerados se conectan con los receptores apropiados en el cerebro, restaurando correctamente las conexiones. El artículo de investigación, elaborado por Andrew Huberman y sus colaboradores, ha sido publicado en la revista científica Nature Neuroscience el pasado día 11 de julio de 2016.

En declaraciones realizadas para el revista científica The Scientist el biólogo Thomas Reh, investigador en la Universidad de Washington, Seattle (EE.UU.), y quien no ha participado en el presente trabajo, ha señalado: «Este trabajo es portador de gran esperanza, porque representa sin duda la mejor regeneración registrada hasta el momento. No obstante, tan solo se ha regenerado un número reducido de axones, y la cantidad de visión restablecida aún está lejos de los resultados que nos gustaría obtener en el ser humano».

El sistema nervioso central de los mamíferos, formado por el cerebro y la médula espinal, no se regenera fácilmente tras una la lesión, a diferencia del sistema nervioso periférico. La secreción de proteínas de la mielina, la acumulación de tejido cicatricial, y la disminución en la producción de los factores de crecimiento son todos ellos factores que, se cree, desempeñan una función destacada en el bloqueo de un nuevo crecimiento de los axones en el sistema nervioso central. En anteriores trabajos los investigadores habían logrado una regeneración parcial de axones retinianos murinos mediante la estimulación de factores de crecimiento, tales como el mTOR y el monofosfato de adenosina cíclico (cAMP), o la supresión de inhibidores de crecimiento, tales como el factor de transcripción 4 de la familia Kruppel-like (KLF4). Sin embargo, los nervios retinianos regenerados no volvían a crecer en toda la longitud del nervio óptico, ni se reconectaban con los receptores apropiados.

Andrew Huberman, investigador en la Universidad de Standford, California (EE.UU.), y coautor del presente trabajo, ha relatado para la revista científica The Scientist: «Hemos sabido desde hace cien años o más que las neuronas del sistema nervioso central no se regeneran tras de una lesión. Aún hoy en día el tratamiento óptimo para las lesiones de la médula espinal es la silla de ruedas, así como el perro guía lo es para las lesiones oculares».

En el presente estudio, Huberman y sus colaboradores seccionaron los nervios ópticos a un grupo de ratones, y marcaron con un tinte fluorescente estas células ganglionares retinianas que habían sido intencionadamente lesionadas. Posteriormente, los investigadores sometieron a los ratones, ahora ciegos, a una estimulación visual de alto contraste, que consistía en mover unas franjas en una pantalla, diariamente durante tres semanas. Dentro de este grupo de ratones se estableció un grupo de referencia que no fue sometido a dicha estimulación visual.

A un segundo grupo de ratones, el equipo de Huberman les inyectó en uno de los ojos un virus que aumenta la expresión de una proteína denominada Rheb1, la cual activa la proteína mTOR estimuladora del crecimiento. Dos semanas más tarde, los investigadores seccionaron los nervios ópticos de los roedores, y tres semanas después marcaron las células a fin de cuantificar el nivel de regeneración de dichos nervios ópticos. A los grupos de referencia se les administró bien un placebo (inyección de solución salina o directamente ninguna inyección) bien una solución inyectable del virus experimental.

Por último, Huberman y sus colaboradores sometieron un tercer grupo de ratones a ambos tratamientos: la estimulación visual y la administración de la proteína mTOR. Los investigadores cerraron con puntos de sutura el ojo sano de los ratones para forzar el uso del ojo lesionado.

En el grupo de los ratones sometidos únicamente a la estimulación visual los axones de las células ganglionares retinianas volvieron a crecer una pequeña extensión más allá de la zona lesionada, pero sin que el haz de axones llegarse a alcanzar toda la longitud hasta el cerebro. En el grupo de ratones que recibió el tratamiento con la proteína mTOR se evidenció también un nuevo crecimiento axónico parcial, similar al del grupo anterior. Sin embargo, los investigadores encontraron una diferencia estadísticamente significativa en el grupo de ratones que fue sometido conjuntamente a los dos tratamientos. En este grupo de ratones, sometido tanto a la estimulación visual como a la administración de la proteína mTOR, y que tenía un ojo cerrado con puntos de sutura, los axones volvieron a crecer una extensión mayor que aquellos axones del grupo de ratones sometidos exclusivamente a un único tratamiento. En siete de cada diez animales, los axones volvieron a crecer la longitud suficiente hasta alcanzar el quiasma óptico.

El equipo de investigación de Huberman también valoró muy positivamente el hecho de que los nervios ópticos regenerados se conectasen de nuevo con los receptores apropiados en el cerebro, restaurando así correctamente las conexiones. Conforme Huberman declaró: «Antes de este trabajo no teníamos la certeza de si las neuronas regeneradas lograrían orientarse en el cerebro».

El informe presentado por los investigadores señala que los ratones que recibieron el tratamiento doble consiguieron pasar de la ceguera a la escasa visión. Tal como describe Huberman: «En el ser humano esto sería el equivalente de pasar de una ceguera irreversible a poder moverse en una habitación evitando chocar con los objetos gran tamaño».

El equipo de investigación está ahora experimentando el uso del tratamiento de la estimulación visual en el ser humano, utilizando técnicas de realidad virtual y simulación. Por el momento, Huberman y sus colaboradores no consideran la inclusión del tratamiento con la proteína mTOR en los seres humanos, ya que es una técnica terapéutica mucho más traumática y que comporta un riesgo más alto.

Marco Zarbin, profesor de oftalmología en la facultad de medicina Rutgers, Nueva Jersey (EE.UU.), si bien no ha participado en el presente trabajo, en un correo electrónico dirigido a la revista científica The Scientist ha declarado: «Este trabajo representa hoy una inmensa esperanza para el tratamiento de numerosos pacientes con lesiones del nervio óptico. No obstante, aún queda un largo camino por recorrer para convertir estos resultados obtenidos en animales de laboratorio en tratamientos aplicables a pacientes con ceguera como consecuencia de diversos tipos de degeneración del nervio óptico».

En opinión de Zarbin, las principales limitaciones del presente trabajo son tres: el relativamente pequeño número de axones que se regeneraron, el hecho de que no se hayan restaurado todas las funciones visuales, y la generalización del modelo de lesión del nervio óptico.

Mientras tanto, Huberman es optimista y considera que la regeneración de la retina en los seres humanos está al alcance de la mano. Según sus afirmaciones: «En un plazo de uno a cinco años, creo que vamos a ver este problema solucionado».

Andrew Huberman y colaboradores «La actividad neuronal favorece alcanzar largas distancias, regeneración en áreas específicas de axones retinianos en el adulto», Nature Neuroscience, [doi:10.1038/nn.4340 2016].

Traducción realizada por María Celia García Muñiz para la asociación Es Retina Asturias del artículo publicado en la sección de noticias de la página web de la revista científica The Scientist con fecha 11 de julio de 2016.

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