Los científicos del Instituto de Oftalmología Molecular y Clínica de Basilea (IOB), en Suiza, junto con colegas del Centro Alemán de Primates (DPZ) – Instituto Leibniz para la Investigación de los Primates en Gotinga han desarrollado un enfoque terapéutico completamente nuevo para la degeneración macular causante de ceguera basado en la terapia génica, con la que consiguieron activar fotorreceptores degenerados utilizando luz infrarroja cercana.
La principal causa de ceguera en los países industrializados es la degeneración de los fotorreceptores, incluida la degeneración macular relacionada con la edad y la retinitis pigmentosa. Durante la progresión de las enfermedades fotorreceptoras degenerativas, coexisten regiones fotorreceptoras sensibles a la luz e insensibles a la luz en la retina. Por ejemplo, los pacientes con degeneración macular pierden visión en la porción central de su retina pero retienen la visión periférica.
La degeneración macular es una de las principales razones de la discapacidad visual, en todo el mundo, cerca de 200 millones de personas se ven afectadas. Los fotorreceptores en la retina son responsables de capturar la luz proveniente del medio ambiente a través del ojo. Los fotorreceptores enfermos pierden su sensibilidad a la luz, lo que puede conducir a problemas de visión o incluso ceguera completa.
Nuevo enfoque terapéutico
Los científicos ahora han logrado desarrollar un nuevo enfoque terapéutico para restaurar la sensibilidad a la luz en la retina degenerada sin afectar negativamente la visión restante. Se inspiraron en especies que se encuentran en la naturaleza, como los murciélagos y las serpientes, que pueden localizar la luz infrarroja cercana emitida por los cuerpos de sus presas.
Esto se realiza mediante el uso de canales iónicos sensibles al calor que pueden detectar el calor de la luz infrarroja cercana. Esto permite a los murciélagos y las serpientes superponer imágenes térmicas y visuales en el cerebro y, por lo tanto, reaccionar a su entorno con mayor precisión.
Tres componentes para equipar los fotorreceptores
Para equipar los fotorreceptores de la retina con sensibilidad infrarroja cercana, los investigadores idearon un sistema de tres componentes. El primer componente contiene ADN de ingeniería que garantiza que el gen que codifica el canal sensible al calor solo se expresa en fotorreceptores.
El segundo componente es un nanorod de oro, una pequeña partícula, que absorbe eficientemente la luz infrarroja cercana. El tercer componente es un anticuerpo que garantiza una fuerte unión entre el canal sensible al calor expresado en los fotorreceptores y los nanorods de oro que capturan localmente la luz del infrarrojo cercano y liberan calor localmente.
Los investigadores primero probaron su sistema en ratones diseñados con degeneración de la retina, confirmando que la luz infrarroja cercana excita eficazmente los fotorreceptores y que esta señal se transmite a las células ganglionares de la retina, representando la salida de la retina hacia los centros visuales superiores del cerebro.
Luego, mostraron que las neuronas recogen la estimulación del ojo del ratón con luz infrarroja cercana en un área del cerebro que es importante para la visión consciente, la corteza visual primaria.
También diseñaron una prueba de comportamiento en la que los ratones ciegos no tratados no podían usar la estimulación infrarroja cercana para aprender una tarea simple, mientras que los ratones ciegos tratados con el sistema de tres componentes podían realizar la tarea relacionada con el estímulo infrarrojo cercano.
«La estimulación del infrarrojo cercano es un paso importante para proporcionar visión útil»
En colaboración con Arnold Szabo, coautor del artículo y profesor asistente de la Universidad Semmelweis, en Hungría, los investigadores pudieron probar su nuevo enfoque sobre las retinas humanas que pueden mantenerse vivas en un medio de cultivo durante meses, aunque la ceguera comienza en un día más o menos después de la muerte por fotorreceptores que pierden su capacidad de detectar la luz.
Los resultados experimentales mostraron que después del tratamiento con el método de terapia génica de tres componentes, las exposiciones a la luz del infrarrojo cercano reactivaron los circuitos visuales de la retina humana.
«Creemos que la estimulación del infrarrojo cercano es un paso importante para proporcionar visión útil a los pacientes ciegos para que puedan recuperar su capacidad de leer o ver caras –señala Daniel Hillier, jefe del grupo de investigación junior Visual Circuits and Repair en DPZ–. Queremos dar esperanza a las personas ciegas con estos hallazgos e intensificaremos aún más nuestras actividades de investigación en esta área aquí en DPZ dentro de nuestro proyecto principal, que se centra en la restauración de la visión».
