În fiecare zi, milioane de oameni din întreaga lume traiesc cu teama ca îsi vor pierde vederea din cauza unor boli care afecteaza retina. Diabetul sau alte afectiuni pot deteriora vasele de sânge microscopice din interiorul ochiului, iar odata ce aceste structuri sunt compromise, consecintele pot fi dramatice.
Desi medicina a facut progrese importante în tratamentul unor boli oculare, cercetatorii se confrunta cu o problema majora: lipsa unor modele de laborator care sa reproduca fidel tesuturile umane si a unei surse suficiente de celule specializate pentru studiu si viitoare terapii. O echipa de la Universitatea Duke a facut însa acum un pas important spre rezolvarea acestei probleme.
Importanta celulelor endoteliale retiniene
Într-un studiu publicat în revista Nature Biomedical Engineering, oamenii de stiinta au dezvoltat o metoda prin care pot obtine în laborator celule endoteliale retiniene – componente esentiale ale vaselor de sânge din retina – pornind de la celule stem pluripotente induse (iPSC).
Descoperirea deschide noi perspective atât pentru cercetarea bolilor oculare, cât si pentru dezvoltarea unor tratamente regenerative în viitor. Retina este un tesut extrem de sensibil, aflat în partea din spate a ochiului, responsabil pentru transformarea luminii în semnale nervoase care ajung la creier.
Pentru a functiona corect, retina are nevoie de un aport constant de oxigen si nutrienti, dar si de o protectie stricta împotriva substantelor care ar putea sa o afecteze. Acest rol este îndeplinit de „bariera sânge-retina”, formata în mare parte din celule endoteliale specializate.
Acestea captusesc interiorul vaselor de sânge si controleaza cu mare precizie schimbul de substante dintre sânge si tesutul retinian. În boli precum retinopatia diabetica, una dintre cele mai frecvente cauze de pierdere a vederii la adulti, aceste celule sunt deteriorate. Vasele de sânge devin fragile, apar scurgeri de lichid, iar retina începe sa sufere din cauza lipsei de oxigen si a inflamatiei. În timp, afectarea poate deveni ireversibila.
Studierea acestor procese este însa dificila, deoarece celulele endoteliale retiniene sunt greu de obtinut de la pacienti si nu pot fi cultivate în cantitati mari. Aceasta limitare a încetinit dezvoltarea unor noi terapii.
Cum au fost create celulele retiniene?
Solutia gasita de cercetatori porneste de la celulele stem pluripotente induse, cunoscute sub abrevierea iPSC. Acestea sunt celule adulte – provenite, de exemplu, din piele sau sânge – care sunt „reprogramate”, astfel încât sa revina într-o stare asemanatoare celei din primele faze ale dezvoltarii embrionare. Din acest stadiu, ele pot fi transformate în aproape orice tip de celula din organism. Provocarea nu consta în a obtine celule stem, ci în a le determina sa se specializeze exact în tipul de celule dorit.
Echipa de la Universitatea Duke a identificat o combinatie specifica de factori de crestere si conditii de cultura care determina aceste celule stem sa se transforme în celule endoteliale caracteristice retinei.
Rezultatul este remarcabil: celulele obtinute în laborator seamana foarte mult cu cele naturale, atât din punct de vedere al structurii, cât si al comportamentului.
Mai mult, atunci când cercetatorii au recreat în laborator conditiile specifice diabetului – concentratii crescute de glucoza si niveluri reduse de oxigen – celulele artificiale au reactionat la fel ca acelea din organism, dezvoltând modificarile caracteristice bolii. Acest aspect este deosebit de valoros pentru cercetare, deoarece permite studierea mecanismelor bolilor retiniene fara a depinde de probe rare prelevate de la pacienti.
Progres important
Cercetatorii au testat noile celule pe soareci cu afectiuni ale retinei. Dupa injectare, acestea s-au integrat în vasele de sânge existente si au contribuit la refacerea barierei protectoare a retinei. Rezultatele sugereaza ca, într-o zi, astfel de celule ar putea fi folosite pentru prevenirea deteriorarii vederii înainte ca leziunile sa devina ireversibile. Totusi, este important sa privim aceste descoperiri cu realism. Experimentele au fost realizate exclusiv pe modele animale si în laborator. Pâna la utilizarea unei asemenea terapii la oameni vor fi necesare numeroase studii suplimentare, care sa demonstreze atât eficienta, cât si siguranta procedurii. În schimb, beneficiile pentru cercetare ar putea aparea mult mai repede.
O sursa practic nelimitata de celule retiniene va permite dezvoltarea unor modele experimentale mai fidele si testarea rapida a unor medicamente noi, reducând în acelasi timp dependenta de tesuturi prelevate de la donatori. Aceste celule ar putea fi integrate inclusiv în sisteme moderne de tip „organ pe cip”, dispozitive miniaturizate care reproduc functionarea tesuturilor umane si permit simularea evolutiei diferitelor boli.
Descoperirea ilustreaza si transformarea profunda pe care o traverseaza medicina regenerativa. Daca în urma cu doua decenii cercetatorii încercau doar sa înteleaga cum functioneaza celulele stem, în prezent ei pot crea în laborator tipuri foarte specifice de celule, capabile sa reproduca fidel functiile unor tesuturi complexe.
Desi nu reprezinta înca un tratament împotriva orbirii, studiul realizat la Universitatea Duke marcheaza un progres important. Posibilitatea de a produce la cerere celule endoteliale retiniene ofera cercetatorilor un instrument nou si extrem de valoros pentru întelegerea bolilor oculare si pentru dezvoltarea terapiilor viitorului.
Pentru milioanele de persoane afectate de retinopatia diabetica si de alte boli degenerative ale retinei, acesta nu este înca momentul unei vindecari, ci al unei sperante întemeiate pe stiinta. Iar în cercetarea biomedicala, tocmai astfel de pasi aparent mici sunt cei care, în timp, fac posibila aparitia marilor descoperiri.
GABRIEL TUDOR
Comentarii