En el ojo humano, existen tres tipos de células cónicas que regulan la visión del color, detectando la luz roja, azul o verde, pero se sabe poco acerca de cómo emergen estas células especializadas en los ojos de un feto en crecimiento. Sin embargo, los investigadores recientemente dieron una idea de estos mecanismos formativos, al desarrollar organoides, órganos primitivos muy pequeños, que estaban hechos de células oculares, para que pudieran observar las células a medida que se desarrollaban.
Aunque los pequeños organoides no parecían ojos completamente formados, contenían fotorreceptores que responden a la luz, y las células (y sus genes) todavía se comportaron como las células cónicas en un ojo humano. Sorprendentemente, las células con detección de color en el tejido ocular cultivado en laboratorio se organizaron como lo hacen esas células en un feto, con células cónicas con detección de luz azul que aparecen primero, seguidas de las células que detectan la luz roja y verde. Los experimentos con estas células ofrecieron una primera visión de los mecanismos que producen nuestra visión de color única, informaron los científicos en un nuevo estudio.
Ya se sabía que las células de cono azul se desarrollaban antes que sus vecinas rojas y verdes. Pero no estaba claro por qué aparecieron en ese orden y qué llevó a las células a "elegir esos destinos" como azul, rojo o verde, dijo la autora principal del estudio, Kiara Eldred, candidata doctoral en el Departamento de Biología de la Universidad Johns Hopkins (JHU) en Maryland
"No estábamos seguros de qué en un contexto de desarrollo indicaba que esas células fueran diferentes entre sí", dijo Eldred a Live Science.
Los científicos ordenaron que las células madre se convirtieran en tejido ocular, pero exactamente qué tipo de tejido ocular está determinado por las células mismas, dijo el coautor del estudio Robert Johnston Jr., profesor asistente en el Departamento de Biología de JHU.
"Simplemente se desarrollan y crecen como una retina en un plato", dijo Johnston a Live Science.
Debido a que los investigadores querían que sus mini ojos en crecimiento siguieran el mismo horario que los ojos de un feto en el útero, monitorearon el desarrollo de los tejidos retinianos durante nueve meses.
Además, la investigación previa en ratones y pez cebra insinuó que la hormona tiroidea ayudó a desencadenar el desarrollo de células vinculadas a la visión del color, dijo Eldred. Para probar eso, los científicos utilizaron la herramienta de edición de genes CRISPR para manipular los receptores de las células del cono para la hormona, para ver cómo eso cambiaría sus patrones de crecimiento.
Descubrieron que los niveles de una hormona tiroidea que estaban presentes en diferentes etapas del desarrollo del ojo jugaron un papel importante en la configuración de la identidad de las células. Cuando los investigadores desactivaron los receptores de la hormona, crecieron mini ojos que solo tenían células sensibles al azul, capaces de ver solo la luz azul. Y cuando inundaron los organoides con hormona tiroidea adicional al principio del proceso de crecimiento, antes de que se formaran las células azules, todas las células de color se desarrollaron como rojo y verde, informaron los investigadores.
"Eso nos dijo que entendíamos el mecanismo lo suficiente como para que pudiéramos cultivar células retinianas humanas en un plato, y podríamos decirles qué tipo de células queríamos hacer", dijo Johnston a Live Science.
Además de revelar secretos de la visión del color, el tejido ocular cultivado en laboratorio puede resultar útil para estudiar otros aspectos de la vista que son exclusivos de los humanos y podrían proporcionar información sobre el tratamiento de la ceguera y el glaucoma, dijo Johnston.
Los hallazgos fueron publicados en línea hoy (11 de octubre) en la revista Science.
