Retina desenfrenada demasiado de algo bueno

15 de mayo de 2005

Retina desenfrenada demasiado de algo bueno

15 de mayo de 2005

La Jolla, CA – Cuando las células nerviosas primitivas comienzan a formar un ojo en el embrión de ratón, están programadas para construir una retina. Pero la capacidad de ver depende de la conexión de la retina al cerebro a través del nervio óptico. A menos que estas células embrionarias reciban la señal correcta en el momento adecuado, por error forman un enorme ojo que consiste completamente en retina y carece del nervio óptico.

El descubrimiento de que la retina es el escenario 'predeterminado' para el desarrollo del ojo embrionario proviene de una investigación realizada por un neurobiólogo greg lemke y sus colegas del Instituto Salk de Estudios Biológicos, publicado en la edición actual de Genes & Development. Los científicos llevaron a cabo su trabajo en el ratón de laboratorio como modelo de biología humana.

“Nuestros resultados sugieren que la retina es efectivamente la vía predeterminada para el desarrollo del ojo en los mamíferos”, dijo Lemke. El equipo de Salk demostró que dos señales químicas, o proteínas de señalización, deben estar presentes en el lugar correcto en el momento adecuado para cerrar esta vía predeterminada y permitir que se desarrolle el nervio óptico.

El minucioso trabajo del equipo de Salk tiene importantes consecuencias, ya que controlar el destino de las células madre implantadas en el cerebro es crucial para que estas células se utilicen de forma segura y eficaz en la terapia humana.

“Este estudio nos brinda una visión fascinante de cómo se distribuyen las partes del cerebro porque es probable que el mismo modelo se aplique en todo el sistema nervioso”, dijo Lemke. "Es probable que haya otras áreas del cerebro cuyo desarrollo se base en bloquear la tendencia a convertirse en los mismos tipos de células que su vecino".

Lemke y los coautores Stina H. Mui, Jin Woo Kim y Stefano Bertuzzi estudiaron el desarrollo ocular en embriones de ratón modificados genéticamente que carecían de las dos proteínas de señalización Vax1 y Vax2. Los ratones se desarrollaron normalmente hasta aproximadamente 10 días después de la concepción, momento en el que comenzaron a desarrollar una gran hoja plegada de retina, en lugar de una retina y un nervio óptico.

“Estábamos fascinados con nuestros resultados porque eran muy dramáticos”, dijo Lemke. “Las capas de la retina estaban perfectamente formadas pero la retina llegaba hasta el cerebro y no había nervio óptico. En efecto, sin la influencia restrictiva de Vax1 y Vax2, el cerebro había creado un ojo gigantesco”.

El equipo de Salk luego pasó los siguientes dos años descubriendo los mecanismos involucrados. “Es bastante fácil describir el efecto, pero es mucho más difícil explicar lo que está pasando”, dijo Mui.

Usando técnicas complejas de expresión génica, los investigadores descubrieron minuciosamente que el destino del ojo está determinado en el espacio de solo un par de días por un sistema complejo pero notablemente eficiente. Las células madre del embrión destinadas a convertirse en el ojo comienzan siendo idénticas. En respuesta a mensajes químicos externos, un gen llamado Pax6 se activa y se convierte en un poderoso interruptor que les dice a estas células del 'ojo' que comiencen a desarrollarse en la retina. Si no sucede nada para detener este proceso, todas las células del 'ojo' continuarán a lo largo de este camino de desarrollo hasta que se forme una retina enorme. Sin embargo, esto normalmente se evita cuando las células del "ojo" más cercanas al centro del cerebro comienzan a producir Vax1 y Vax2, que actúan como frenos químicos en Pax6. Como resultado, estas células se convierten en el nervio óptico.

“Normalmente, Pax6 se apaga en el tallo óptico ventral para permitir que se desarrolle el nervio óptico”, dijo Kim. “Es una forma increíblemente eficiente de controlar el desarrollo porque no necesitas un camino completamente nuevo para una nueva estructura”.

“Pax 6 es un gen poderoso y antiguo para la determinación del ojo”, señala Lemke. “Desempeña este papel desde las moscas de la fruta hasta los humanos. Como consecuencia, su expresión debe estar altamente regulada durante el desarrollo”. Aunque obviamente la retina es necesaria para la vista, Lemke señala que "es posible tener demasiado de algo bueno".

El Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California, es una organización independiente sin fines de lucro dedicada a los descubrimientos fundamentales en las ciencias de la vida, la mejora de la salud humana y la capacitación de futuras generaciones de investigadores. Jonas Salk, MD, cuya vacuna contra la poliomielitis casi erradicó la poliomielitis, una enfermedad paralizante en 1955, inauguró el Instituto en 1965 con un terreno donado por la ciudad de San Diego y el apoyo financiero de March of Dimes.