La nueva tecnología promete permitir que las personas ciegas vuelvan a ver.
Un artículo reciente publicado en la revista Nature describe una nueva técnica que convierte las células de la piel directamente en células fotorreceptoras de la retina y trasplanta las células transformadas a los ojos de ratones, haciendo que los ratones ciegos vuelvan a ver.
1 Principio de la ceguera causada por la retinopatía
El ojo humano es como una cámara. La lente transparente del globo ocular equivale a la lente de una cámara fotográfica. La pupila del iris en el globo ocular ajusta la luz que ingresa al ojo como la apertura de una cámara, dilatando la pupila en la oscuridad y estrechándola en la luz. Además, la luz de objetos a diferentes distancias incide a través de la lente y se refracta al EPR, y luego la señal óptica se convierte en una señal eléctrica, que luego es transmitida por el nervio óptico al centro visual para su posterior procesamiento y, finalmente, forma la visión humana.
Las células epiteliales pigmentarias de la retina incluyen dos tipos de células fotorreceptoras, conos y bastones. Los conos se concentran principalmente en la parte central de la retina (área macular), responsables de la visión central y la percepción de varios colores. Los bastones se distribuyen en la periferia del área macular, es decir, la posición periférica de la retina; Son responsables de la visión periférica y la visión nocturna.
La ceguera nocturna es un tipo de retinopatía que provoca ceguera debido a la mutación de las células fotorreceptoras. La persona no puede ver las cosas durante la noche, la visión disminuye gradualmente, el campo de visión se vuelve estrecho y, en casos graves, completo. puede ocurrir ceguera. La retinopatía es una enfermedad altamente hereditaria con diferentes tipos de genes y patrones de herencia. Debido a muchos patrones genéticos, algunos pacientes comenzarán a experimentar una disminución de la visión nocturna cuando tengan 10 años y experimentarán una discapacidad visual grave cuando tengan 50 años. Sin embargo, algunos pacientes comenzarán a tener síntomas en la mediana edad y. Todavía mantienen una visión considerable hasta los 60 o 70 años.
La ceguera relacionada con la retinopatía incluye la amaurosis congénita de Leber, el síndrome de Babbitt, el síndrome de Usher, etc. Actualmente, la degeneración macular asociada a la edad es la enfermedad más común que causa ceguera por retinopatía y la principal causa de ceguera en personas mayores de 65 años, con más de 65.438 millones de pacientes en todo el mundo. Además, las complicaciones graves de la diabetes en etapa avanzada pueden provocar retinopatía y ceguera irreversible.
Toda esta ceguera se puede tratar con terapia con células madre y terapia génica (hasta 20-30 genes asociados con la retinopatía).
Trasplante de células madre para tratar la ceguera por degeneración macular
La tecnología de células madre pluripotentes inducidas (iPS) puede cultivar células de la piel o de la sangre para convertirlas en células madre y luego moldear la dirección de desarrollo del tallo. células para que puedan ser dirigidas a producir células diana, como bastones y conos fotorreceptores. Las células madre pluripotentes inducidas se han probado en humanos como tratamiento para la degeneración macular.
Este método de cultivar células madre para generar células epiteliales pigmentarias de la retina y luego trasplantarlas a la retina se ha estudiado en ratas y cerdos. Diez semanas después de la implantación del parche RPE, las células producidas en el laboratorio del NIH se integraron en las retinas de los animales de experimentación. Los resultados mostraron que la capa de células de la retina puede generar células fotorreceptoras.
Luego, los investigadores recolectaron células sanguíneas de pacientes con degeneración macular, las convirtieron en células madre pluripotentes inducidas y luego en EPR. Los investigadores colocaron el EPR en una estructura celular degradable de una sola capa y lo trasplantaron a la retina del paciente, donde puede integrarse en la retina y crecer en bastones y conos, restaurando así la visión del paciente. Las primeras pruebas realizadas en cuatro pacientes con degeneración macular seca mostraron mejoras en su visión.
A partir de 2020, un equipo de investigación de los Institutos Nacionales de Salud comenzará un ensayo clínico de Fase 1 en humanos para confirmar la seguridad y eficacia del trasplante de células madre en el tratamiento de la degeneración macular.
Terapia génica para la amaurosis congénita de Leber
Además del trasplante de células madre, la terapia génica también se puede utilizar para tratar la ceguera causada por la retinopatía, como la amaurosis congénita de Leber. Esta es la causa más común de ceguera genética en los niños.
La amaurosis congénita es la retinopatía hereditaria más temprana y grave. Al nacer o dentro del año posterior al nacimiento, la función de los conos y bastones en ambos ojos se pierde por completo, lo que resulta en ceguera congénita en los bebés.
Esta también es una enfermedad cromosómica recesiva común, acompañada de síntomas como sordera neurológica, obesidad, diabetes, diabetes insípida e insuficiencia renal.
Debido a los diferentes genes patógenos, existen muchos tipos de amaurosis congénita de Leber. Entre ellas, la amaurosis congénita de Leber 10 es uno de los tipos más comunes y graves. Actualmente, los investigadores han descubierto que esta enfermedad es causada por mutaciones en el gen CEP290, de las cuales las mutaciones en el sitio p.Cys998X son las más comunes.
2065438+En agosto de 2009, la Agencia Europea de Medicamentos aprobó el fármaco candidato QR-110 para ProQR Therapeutics como fármaco prioritario para el tratamiento de la amaurosis congénita de Leber. QR-110 es un fármaco de terapia génica que se dirige a la mutación p.Cys998X en el gen CEP290 de la amaurosis.
QR-110 ha superado las fases 1 y 2 de los ensayos clínicos en humanos y los datos de seguridad y eficacia son fiables, especialmente para la visión de los pacientes. Por supuesto, los resultados de los ensayos clínicos de fase III aún deben demostrar los efectos futuros.
Convierte las células de la piel directamente en células fotorreceptoras de la retina.
Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Cavala, oftalmólogo del Centro de Innovación de Retina Terapéutica CIRC, publicó un estudio en la revista británica Nature el 15 de abril. Una tecnología que desarrollaron puede convertir directamente las células de la piel en células de bastones de la retina para detectar la luz. Esta tecnología se ha probado con éxito en ratones y puede permitir que los ratones sientan la luz.
Después de repetidas exploraciones, el equipo de investigación determinó una fórmula "cóctel" que consta de cinco compuestos de moléculas pequeñas que activan o inhiben diferentes señales de desarrollo en las células. Estos compuestos se suministraron a las células de la piel en diferentes mezclas en diferentes momentos durante el cultivo celular. Después de 10 días, se cultivaron células fotorreceptoras similares a los bastones, denominadas "células fotorreceptoras inducidas químicamente" (CiPC). Las pruebas genéticas de los CiPC mostraron que son muy similares a los genes expresados por los bastones.
Por lo tanto, los investigadores creen que los CiPC tienen la misma función que los bastones y pueden detectar la luz. Para probar esta idea, los investigadores probaron 14 ratones que estaban ciegos debido a la degeneración de la retina.
Los ratones que son ciegos debido a la degeneración de la retina no pueden ver la luz y sus ojos no tienen reflejo pupilar (la pupila se encoge cuando la luz se vuelve más fuerte y la pupila se agranda cuando la luz se vuelve más débil). Tres o cuatro semanas después de implantar CiPC en los ojos de ratones con degeneración de retina, los investigadores encontraron cambios significativos en los ratones.
Entre 14 ratones, 6 ratones (43%) mostraron una fuerte dilatación de las pupilas con poca luz y eran muy sensibles a la luz tenue, lo que indica que CiPC reemplazó la función de las células fotorreceptoras de bastón para sentir la luz.
Después, los investigadores realizaron una prueba de fatiga ligera en los ratones para evaluar más a fondo si las funciones visuales de los seis ratones realmente se habían recuperado. El término "fotofobia" se refiere al hecho de que las ratas viven bajo tierra y en cuevas en circunstancias normales y están acostumbradas a esconderse en lugares oscuros. Esto es sólo un hábito de los ratones con percepción normal de la luz. Los ratones que han perdido la visión debido a la degeneración de la retina no pueden percibir la intensidad de la luz y, por tanto, no muestran preferencia por los ambientes oscuros. Los resultados mostraron que los seis ratones trasplantados con CiPC permanecieron en la oscuridad durante el mismo tiempo que los ratones con visión normal, que fue significativamente más tiempo que los ratones ciegos sin trasplante de CiPC.
La prueba final fue que cuando estos ratones fueron examinados después del trasplante de CiPC3, encontraron que sus CiPC todavía estaban activas y que estas células se conectaban con otras células nerviosas en la retina y se convertían en parte de la retina.
Es necesario probar las ventajas y desventajas de los diferentes métodos.
Desde una perspectiva temporal, se necesita más tiempo para generar EPR a partir de células madre pluripotentes inducidas que para cultivar células de la piel en CiPC. El primero tarda 6 meses en cultivar células o tejidos para trasplante, mientras que el segundo puede cultivar células de la piel en CiPC en 10 días, por lo que tiene una ventaja en el tiempo.
Existe un peligro potencial en la producción de EPR a partir de células madre pluripotentes inducidas, que es que las células madre pluripotentes inducidas pueden crecer sin control y extenderse por los órganos y tejidos humanos, convirtiéndose en cáncer. Sin embargo, los investigadores rediseñaron el proceso de fabricación de células madre para evitar mutaciones potencialmente cancerígenas y poder controlar el riesgo de cáncer. Sin embargo, cultivar células de la piel en CiPC es más seguro, sin el riesgo de inducir que las células madre pluripotentes se conviertan en cáncer.
Sin embargo, a juzgar por la madurez y utilización de la tecnología, la producción de RPE mediante células madre pluripotentes inducidas es más práctica que la producción de CiPC mediante células de la piel, porque ha pasado las pruebas en animales y ha entrado en 1 ser humano. El ensayo clínico CiPC solo se ha probado en animales pequeños (ratones). Después de las pruebas con animales grandes, se espera que ingrese a los ensayos clínicos en humanos en la fase 1 y en las fases 2-3.
Se necesitan más experimentos en el futuro para ver qué método es más eficaz, más seguro, más sencillo y más barato.