Una nueva investigación realizada por neurocientíficos de la Facultad de Medicina Johns Hopkins ha arrojado luz de como es el funcionamiento real de los células ganglionares de la retina intrínsecamente fotosensibles (ipRGC), un nuevo tipo de fotorreceptor descubierto a principio de los 2000 que está detrás de cómo afecta la luz a nuestros ritmo circadianos.
El equipo de investigación, liderado por King-Wai Yau, Ph.D., profesor del Departamento de Neurociencia en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, junto con el becario postdoctoral Guang Li, se centró en este tipo especial de células fotorreceptoras presentes en la retina de los mamíferos. Los resultados de la investigación, publicados recientemente en PNAS, muestran que a diferencia de la mayoría de las células fotorreceptoras, conocidas como bastones y conos, estas células utilizan simultáneamente dos vías diferentes para transmitir señales eléctricas de «visión» al cerebro.
Un enfoque dual en la transmisión de señales
En los animales, incluidos los humanos, los fotorreceptores (células sensibles a la luz) llamados bastones y conos se encuentran en la retina, una capa de tejido en la parte posterior del ojo que responde a la luz. Los bastones y los conos analizan las señales visuales que se transmiten a través de señales eléctricas al cerebro, que interpreta lo que se «ve».
Otro tipo de fotorreceptores en la retina, llamados células ganglionares retinianas intrínsecamente fotosensibles (ipRGC), utilizan protuberancias largas (axones) que forman el nervio óptico para transmitir señales visuales de bastones y conos. Los ipRGC también realizan otras funciones, como establecer los ritmos circadianos impulsados por la luz y distinguir el contraste y el color. Actualmente se dividen en seis subtipos (M1 a M6) en función de su morfología dendrítica y ubicaciones de arborización.
Históricamente, se sabía que los fotorreceptores detectaban la luz utilizando una vía de señalización determinada por el origen celular. Los fotorreceptores de origen microviloso, como los de los ojos de la mosca de la fruta, utilizan la enzima fosfolipasa C para señalar la detección de luz. Por otro lado, los fotorreceptores de origen ciliar, como nuestros bastones y conos, utilizan una vía de nucleótidos cíclicos. Es decir, para señalar la detección de la luz, la mayoría de los fotorreceptores utilizan la vía microvillosa o ciliar, no ambas. Lo revolucionario del descubrimiento de Yau y su equipo es que las ipRGCs utilizan ambas vías de señalización al mismo tiempo.
Resultados experimentales
Mediante la exposición de las ipRGCs a breves pulsos de luz brillante, el equipo descubrió que la vía de señalización microvilosa produce respuestas eléctricas más rápidas que preceden, con cierta superposición, a una respuesta más lenta por la vía ciliar. Sorprendentemente, se encontró que los seis subtipos de ipRGCs utilizan ambos mecanismos de señalización simultáneamente, aunque en diferentes proporciones.
Además, el estudio revela que, mientras la mayoría de los fotorreceptores que utilizan la vía de señalización ciliar emplean un nucleótido cíclico particular, el cGMP, como mensajero de señalización, las ipRGCs utilizan otro, el cAMP. Este último es similar al utilizado por las medusas, lo que sugiere un origen ancestral para las ipRGCs.
En definitiva, la investigación de Yau y su equipo representa un avance notable en nuestro entendimiento de la biología de la visión. Al revelar que las ipRGCs utilizan dos vías de señalización simultáneamente y sugerir sus orígenes evolutivos antiguos, este estudio no solo resuelve un enigma de larga data sino que también abre nuevas vías para la investigación futura en neurociencia y oftalmología.
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