Biólogos de la Universidad Johns Hopkins cultivan retinas humanas desde cero para determinar cómo se fabrican las células que permiten a las personas ver el color.

El equipo de investigación liderado por el biólogo del Johns Hopkins, Robert Johnston, lleva varios años explorando en laboratorio un aspecto de la biología humana que en gran parte es desconocido: cómo se determina el “destino” de una célula, o lo que sucede en el útero para convertir una célula en el desarrollo de un tipo específico.

En este caso, la investigación se ha centrado en las células que permiten a las personas que vean el azul, rojo y verde, los tres fotorreceptores de cono presentes en el ojo humano. Si bien la mayoría de investigación se realizan en ratones y peces, ninguna estas especies tiene la visión dinámica diurna y de color de los humanos. Es por ello que el equipo desarrolló el tejido del ojo humano que necesitaban con células madres.

“La visión tricromática del color nos diferencia de los otros mamíferos. Nuestra investigación está realmente tratando de averiguar qué caminos toman estas células para brindarnos esa visión de color especial” comenta la autora principal del estudio Kiara Eldred.

A lo largo de los meses, a medida que las células crecían en el laboratorio y se convertían en un tejido retiniano completo, los investigadores encontraron que primero se materializaban las células que detectaban el azul, seguidas por las del rojo y verde. En ambos casos, encontraron que la clave para el cambio molecular era el flujo y reflujo de la hormona tiroidea. Es importante destacar que el nivel de esta hormona no estaba controlado por la glándula tiroides, que por supuesto no está en el cultivo, sino completamente por el ojo.

Al comprender cómo la cantidad de hormona tiroidea determinaba si las células se volvían receptores azules o de color rojo y verde, el equipo pudo manipular el resultado, creando retinas que, si formaran parte de un ojo humano completo, solo verían el azul, y las que solo podrían detectar verde y rojo.

El hallazgo de que la hormona tiroidea es esencial para crear conos rojo-verdes brinda una idea de por qué los bebés prematuros, que han disminuido los niveles de hormona tiroidea debido a que carecen del suministro materno, tienen una mayor incidencia de trastornos de la visión.

“Si podemos entender lo que lleva a una célula a conformarse en su destino final, estamos más cerca de poder restaurar la visión del color para las personas que tienen estos fotorreceptores dañados. Esta es una pregunta realmente hermosa, tanto visual como intelectualmente. ¿Qué es lo que nos permite ver el color?” dice Eldred.

Este es solo un primer paso. En el futuro, se tiene previsto usar los organoides para aprender aún más sobre la visión del color y los mecanismos involucrados en la creación de otras regiones de la retina, como la mácula. Dado que la degeneración macular es una de las principales causas de ceguera en las personas, comprender cómo cultivar una nueva mácula podría llevar a tratamientos clínicos.

«Lo que es emocionante de esto es que nuestro trabajo establece a los organoides humanos como un modelo sistemático para estudiar los mecanismos del desarrollo humano. Lo que realmente está empujando el límite aquí es que estos organoides tardan nueve meses en desarrollarse como un bebé humano; por lo que realmente estamos estudiando el desarrollo fetal». Concluye Jhonston.

El trabajo será publicado en la revista Science, y puede sentar las bases para desarrollar terapias para enfermedades oculares como la ceguera al color y la degeneración macular.