Ingenieros biomédicos de la Universidad Duke generaron células vasculares humanas capaces de integrarse en tejido ocular dañado, aunque el avance continúa en fase preclínica
Redactor: Raúl Méndez C.
Editor: Eduardo Schmitz
Un equipo de ingenieros biomédicos de la Universidad Duke, en Estados Unidos, convirtió células madre pluripotentes humanas en células especializadas de los vasos sanguíneos de la retina y las trasplantó a ratones con enfermedades retinales. Las células se incorporaron al tejido dañado, contribuyeron a reconstruir su red vascular y mejoraron indicadores de la función retinal en los modelos estudiados.
Los resultados, publicados en la revista Nature Biomedical Engineering, representan un avance para la creación de modelos más precisos de enfermedades oculares y para la investigación de futuras terapias regenerativas. Sin embargo, el procedimiento todavía no se ha probado en personas y no constituye un tratamiento disponible para recuperar la visión.
La red vascular que protege y alimenta la retina
La retina necesita un suministro constante de oxígeno y nutrientes para transformar la luz en señales nerviosas. Una parte esencial de ese sistema es la barrera hematorretiniana interna, formada por células endoteliales estrechamente unidas que regulan el paso de sustancias entre la sangre y el tejido ocular.
Cuando esa barrera pierde integridad, pueden producirse filtraciones, inflamación y crecimiento anormal de vasos. Estos procesos participan en enfermedades que amenazan la visión, como la retinopatía diabética y algunas formas de degeneración macular. Los cambios vasculares también son relevantes para comprender la degeneración macular neovascular y sus factores asociados.
Una dificultad para estudiar estos trastornos es la escasa disponibilidad de células endoteliales retinales humanas. Las muestras obtenidas de donantes son limitadas, pueden variar considerablemente entre individuos y pierden algunas de sus características cuando se mantienen durante periodos prolongados en el laboratorio.
Cómo obtuvieron células vasculares con identidad retinal
El equipo dirigido por Sharon Gerecht, profesora y directora del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad Duke, partió de células madre pluripotentes inducidas. Estas células pueden reproducirse y transformarse, bajo condiciones controladas, en distintos tipos celulares del organismo.
Los investigadores guiaron primero su diferenciación hacia células endoteliales, que recubren el interior de los vasos sanguíneos. Posteriormente activaron señales moleculares relacionadas con la vía Wnt–beta-catenina y con la interacción entre Norrin y Frizzled-4, decisiva para el desarrollo y mantenimiento de los vasos de la retina.
El resultado fue una población denominada células endoteliales retinales inducidas. Los análisis genéticos, proteicos y funcionales mostraron que presentaban rasgos propios de la vasculatura ocular, incluida la capacidad de formar uniones estrechas necesarias para controlar la permeabilidad de la barrera hematorretiniana.
Integración de las células en el tejido ocular dañado
Una vez obtenidas y caracterizadas, las células humanas fueron inyectadas en modelos murinos de enfermedad retinal. De acuerdo con los investigadores, las células alcanzaron las zonas afectadas, se integraron en los vasos existentes y participaron en la regeneración de la red vascular.
Los experimentos también registraron una recuperación de funciones retinales evaluadas en los animales. Este resultado sugiere que reemplazar componentes dañados de la microvasculatura podría ayudar a restablecer el entorno que necesitan las neuronas de la retina para funcionar. Los hallazgos no significan, no obstante, que se haya demostrado una recuperación visual equivalente en seres humanos.
La investigación se suma a otras estrategias preclínicas que buscan intervenir directamente sobre el tejido ocular. Entre ellas se encuentran las gotas experimentales basadas en péptidos para la degeneración macular, también evaluadas inicialmente en modelos animales.
Un modelo de laboratorio para estudiar enfermedades y medicamentos
Además del trasplante celular, los científicos utilizaron las células derivadas para construir tejido vascular retinal en el laboratorio. Esta plataforma puede facilitar el análisis de los mecanismos que deterioran la barrera hematorretiniana y permitir la evaluación de medicamentos en un sistema con características humanas.
La posibilidad de producir estas células de manera reproducible también podría reducir la dependencia de muestras de donantes. En el futuro, las células pluripotentes obtenidas de pacientes podrían servir para recrear alteraciones individuales, comparar respuestas a fármacos y estudiar por qué ciertas enfermedades avanzan de forma diferente entre personas.
Estos modelos deberán considerar que la salud retinal no depende exclusivamente de la genética o de los vasos sanguíneos. También intervienen enfermedades metabólicas, envejecimiento y exposiciones ambientales, incluida la relación investigada entre contaminación del aire y salud ocular.
Qué falta antes de evaluar una terapia en humanos
El estudio ofrece una prueba de concepto, pero todavía quedan etapas esenciales antes de considerar ensayos clínicos. Será necesario confirmar la seguridad de las células, descartar un crecimiento descontrolado, determinar la dosis y la vía de administración adecuadas y comprobar cuánto tiempo permanecen funcionales después del trasplante.
También deberán estudiarse las posibles respuestas inmunitarias, la estabilidad genética de las células y su comportamiento en modelos que reproduzcan con mayor fidelidad las enfermedades humanas. La fabricación bajo estándares clínicos representa otro desafío, especialmente si la estrategia pretende producir células uniformes y seguras a gran escala.
El trabajo recibió financiación del Instituto Nacional del Ojo de Estados Unidos y de la NASA. Su aportación inmediata es una nueva fuente experimental de células vasculares retinales humanas; su posible aplicación como terapia dependerá de que futuras investigaciones confirmen eficacia, seguridad y resultados duraderos.
Fuentes referenciales:
Infobae
Escuela de Ingeniería Pratt de la Universidad Duke
Instituto Nacional del Ojo de Estados Unidos
Nature Biomedical Engineering
