Thursday, November 09, 2006

People with retinal blind to see again


Integration and succesful differentiacion of photoreceptor precursors (green) to mice's retina partially blind (red). Nature cortesy.

Until recently it was thought that photoreceptor (retinal rods) loss, conditioned an irreversible loss of vision, in varied retinal illnesses (retinitis pigmentosa, diabetic retinophaty, senile macular degeneration, etc). But, the knowledge that photoreceptor degeneration -leaves initially intact- the internal retinal neuronal circuit, opened the road for transplant of external photoreceptors, had bill that with simple and short synaptic connections, it would be possible to reconstruct the normal retinotópic map. In previous studies, portions of fetal retina or cumules of retinal cells (derived of stem cells of retinal margins - without keeping in mind their ontologic stadium: maximum number of rods-), were transplanted to healthy mice’s retinas -without functional success- being demonstrated the inability of these cells, to be integrated to the external retinal layer, what could be due to the inability of the mammal mature retina, to incorporate stem cells of this type and/or, to promote their differentiation to photoreceptors.

A recent study, published to all page in the last number of the Nature-online magazine, offers to radically change, these concepts. The work "Retinal Repair by transplantation of photoreceptors precursors", of MacLaren, RA, Pearson, RA, MacNeil A, et al, financed by Medical Research Council of the University Collage of London, Institute of Ophthalmology and Health of the Child and Hospital of Eyes of Moorfields, facilitated the researchers, a transplant of precursors of rods genetically modified (marked postmitotically to express the transcription factor Nrl: neural retina leucine zipper), to mice of 3 days (that genetically will lose the vision gradually: simulations of retinitis pigmentosa or macular degeneration related with the age), with the purpose of demonstrate the successful integration of the precursors of rods and not of the proliferating progenitors or usually present stem cells, in the external margin of the retina.

In this case, the immature precursors of rods, taken in the early postnatal period (peak of genesis of photoreceptors), adapted quickly to the retinal environment, being favored their differentiation and integration to the external nuclear retinal layer. This way, today we know that transplanted cells have bigger probability of being integrated, if the retinas : donor and recipient are in equivalent stadiums of photoreceptor development. The integrated and differentiated photoreceptor in photoreceptor rods, formed synaptic connections, improving the visual (reacting pupils) function. Dr. Robert MacLaren, said that now they will try to take mature stem cells -altered genetically- so that they behave as retinal cells.

Ciegos retinales, verán de nuevo
Hasta hace poco se pensaba que la pérdida de fotoreceptores (bastones retinales), condicionaba una pérdida irreversible de la visión, en variadas enfermedades retinales (retinitis pigmentosa, retinopatía diabética, degeneración macular senil, etc). Empero, el conocimiento que la degeneración de fotoreceptores -deja inicialmente intacto- al circuito neuronal retiniano interno, aperturó el camino para el trasplante de fotorreceptores externos, habida cuenta que con simples y cortas conexiones sinápticas, seria posible reconstruir el mapa retinotópico normal. En estudios anteriores, porciones de retina fetal o, cúmulos de células retinales (derivadas de células madre de los márgenes retinianos -sin tener en cuenta su estadio ontológico: pico máximo de bastones-), fueron trasplantados a retinas de ratones sanos -sin éxito funcional- demostrándose la incapacidad de estas células, para integrarse a la capa retinal nuclear externa receptora, lo que podria deberse a la inhabilidad de la retina mamifera madura, para incorporar células madre de este tipo y/o, promover su diferenciación a fotoreceptores.

Un estudio reciente, publicado a toda página en el último número de la revista Nature-online, ofrece cambiar radicalmente, estos conceptos. El trabajo “Reparación retinal, por trasplante de precursores de fotorreceptores”, de MacLaren, RA, Pearson, RA, MacNeil A, et al, financiado por el Medical Research Council de la Universidad Collage de Londres, Instituto de Oftalmología y Salud del Niño y el Hospital de Ojos de Moorfields, posibilitó a los investigadores, trasplantar precursores de bastones genéticamente modificados (marcados postmitoticamente para expresar la transcripción, factor Nrl : neural retina leucine zipper), a ratones de 3 dias (que genéticamente iban a perder gradualmente la visión : simulaciones de retinitis pigmentosa o degeneración macular relacionada con la edad), con el fin de demostrar las integraciónes exitosas de los precursores de bastones y no de los progenitores proliferantes o células madre normalmente presentes en el margen externo de la retina.

En este caso, los precursores inmaduros de bastones, tomados del periodo postnatal temprano (pico de génesis de fotorreceptores), se adaptaron rápidamente al medio ambiente retinal, favoreciéndose su direfenciación e integración a la capa nuclear externa retinal. Asi, hoy sabemos que las células trasplantadas tienen mayor probabilidad de integrarse, si las retinas donadora y recipiente se encuentran en estadios equivalentes de desarrollo de fotorreceptores. Los fotorreceptores integrados y diferenciados en bastones fotorreceptores, formaron conexiones sinápticas, mejorando la función visual (pupilas reaccionantes). El Dr Robert MacLaren, dijo que ahora intentaran tomar células madre adultas, alteradas genéticamente para que se comporten como celulas retinales.




Arriba:encima de lineas punteadas: trasplante frustro de celulas madre, no ontologicamente relacionadas. Abajo de las lineas punteadas: trasplante exitoso de precursores de fotoreceptores ontologicamente relacionados (máximo número de fotoreceptores).Nature courtesy. Adapted from Nature drawing.