A simple vista, un observador cualquiera puede que no sea capaz de darse cuenta de que está viendo una retina crecer en una placa de Petri. Para los investigadores de la Universidad Johns Hopkins, sin embargo, este organoide cultivado encierra muchos secretos.
Entre ellos están los secretos de la degeneración macular, o el daltonismo. Este órgano artificial es prácticamente idéntico a uno natural, explican los científicos, y está ayudando a demostrar que los organoides son el futuro de la medicina más efectiva.
Cultivando ojos en placas de Petri
"¿Cómo podemos ver el color? ¿Y cómo se desarrollan las células de nuestros ojos para hacerlo posible?". Con estas preguntas, Kiara Eldred presenta su último estudio, publicado en Science. El protagonista de este trabajo es un pedazo de retina, el "tapiz" que recubre el interior de nuestros ojos. Gracias a este tejido podemos ver. También es gracias a él que podemos distinguir los colores.
Su objetivo final es comprender los secretos de la visión para poder desarrollar terapias efectivas que ayuden a curar el daltonismo o la degeneración de la mácula. Mientras que la primera impide apreciar correctamente los colores, la última provoca la pérdida de nitidez y visión. Hasta hace muy poco, ninguna tenían solución. Ahora comenzamos a ver los primeros tratamientos. Estudios como este son los que están pavimentando los caminos hacia su cura.
Por otro lado, si vemos los "ojos" cultivados de Eldred, probablemente no distingamos gran cosa. Esto es porque los investigadores están trabajando con un organoide de retina. Es decir, han cogido células madre y las han convertido en una retina prácticamente completa. "Todo lo que examinamos parece un ojo en desarrollo normal, solo crece en una placa", explicaba Robert Johnston, biólogo evolutivo y director del laboratorio de la Universidad Johns Hopkins donde trabaja Kiara.
Los secretos del color
Estos investigadores se centran en las células de la retina que permiten ver el azul, el rojo y el verde. Estas células son conocidas como conos, y son parte de los fotorreceptores que forman la retina. Gracias a la combinación de estos tres, el ojo humano es capaz de percibir los colores del espectro visible.
Para entenderlo mejor, en el estudio se ha trabajado en el desarrollo de las células, es decir, cómo se determina en qué tipo se convertirán las células madre mientras crece el ojo.
"La visión tricromática nos diferencia de la mayoría de los mamíferos", explicaba Kiara Eldred. "Lo que estamos tratando de averiguar es qué caminos toman estas células para darnos esa visión de los colores tan especial".
Las células que detectan el azul aparecen primero, seguidas de las que detectan el rojo y el verde
A lo largo de los meses, a medida que las células crecían en la placa, el equipo descubrió que las células que detectan el azul aparecen primero, seguidas de las que detectan el rojo y el verde. En este desarrollo, la hormona tiroidea juega un papel fundamental, según observaron.
Lo más curioso es que en la placa no hay glándula del tiroides. Por tanto, es la propia retina la que produce la hormona para controlar el crecimiento de unas células u otras. Al comprender el papel que juega la cantidad de hormona tiroidea en el ojo, el equipo consiguió crear ojos que solo eran capaces de ver azul, rojo o verde.
Abriendo puertas a nuevas soluciones
Los bebés prematuros padecen una mayor incidencia de trastornos de la visión. Esto, explica el equipo, está relacionado con la hormona tiroidea. "Si sabemos qué factores llevan a una célula a su rol final, estaremos más cerca de poder restaurar la visión del color en personas con los fotorreceptores dañados", comentaba Eldred.
Con la hormona, el equipo ha comenzado a andar hacia las respuestas. Además de las deficiencias del color, que podrían ayudar a curar el daltonismo, también quieren ayudar con la degeneración macular. La mácula se deteriora con el tiempo o por culpa de factores externos. La mácula se encarga de la agudeza visual.
Al igual que ocurre con los conos, si podemos determinar cómo aparece la mácula, podríamos dar instrucciones a las células para que reparen los daños causados por la degeneración macular. Actualmente, esta enfermedad es una de las principales causas de ceguera en el mundo.
Estos son solo algunos ejemplos. Lo cierto es que el equipo ha demostrado la utilidad que tienen los organoides en el estudio de enfermedades difíciles de tratar. En el futuro, indican, les gustaría utilizar estos organoides para aprender aún más sobre la visión del color y los mecanismos involucrados en la creación de otras regiones de la retina, lo que puede desembocar en nuevos tratamientos.
Organoides, el futuro de la medicina
La retina cultivada por el equipo de Eldred es lo que se conoce como "organoide". Los organoides son órganos artificiales, creados a partir de células madre y un cóctel adecuado de sustancias. En nuestro cuerpo, a partir de unas pocas células madre comienzan a aparecer todo tipo de tejidos.
Los organoides son órganos artificiales, creados a partir de células madre y un cóctel adecuado de sustancias
Todas las células llevan el mismo ADN, así que, ¿cómo sabe cada una en qué tiene que convertirse? Las instrucciones para que cada una cumpla su función las reciben según la posición que ocupen. Esto lo "saben" por sus compañeras. Estas transmiten una serie de señales químicas. Cuando reciben las señales adecuadas, las células saben en qué convertirse y, a su vez, producen nuevas sustancias.
Esto es, básicamente, lo que ocurre en un organoide. Se coge un puñado de células y se les da un cóctel químico que comienza la formación de un tejido. A partir de ahí, el propio organoide, si está bien alimentado, termina de formarse. Estos "órganos en placa" son muy importantes en el estudio de enfermedades.
Así se ve un organoide del sistema intestinal
En sí, funcionan como un modelo realista de muchas enfermedades y procesos. Así lo han demostrado con este ojo en placa de Petri, pero no son los únicos. Ya existen laboratorios construyendo "robots" capaces de diseñar nuevos organoides de forma automática.
Esto nos permitirá construir toda una suerte de órganos chiquititos en los que hacer pruebas valiosas sin tener que recurrir a la experimentación con seres humanos o animales. Y esto, a su vez, nos abrirá las puertas del desarrollo de tratamientos para enfermedades que hasta ahora nos parecen imposibles de curar.
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