El pez cebra tiene solo unos centímetros de largo, pero tiene algunos poderes de gran tamaño. Cuando sus corazones o cerebros están dañados, se regeneran. Cuando se cortan sus aletas, vuelven a crecer. Cuando están cegados, pueden recuperar la capacidad de ver.
Esta última habilidad es el tema de una nueva investigación potencialmente innovadora. Los científicos de Vanderbilt pueden haber descubierto la clave para la regeneración de la retina del pez cebra. Si el proceso se puede replicar en humanos, significa potenciar nuevos tratamientos para la ceguera causada por enfermedades y lesiones de la retina.
“A medida que aprendía más y más acerca de cómo el pez cebra es capaz de regenerar la mayoría de los tejidos y órganos, me intrigó, especialmente por el hecho de que la retina del pez cebra puede dañarse para causar ceguera, pero solo toma alrededor de tres a cuatro semanas antes de que se restablezca la visión ", Dice James Patton, profesor de ciencias biológicas en Vanderbilt que dirigió la investigación.
El pez cebra, un pez de agua dulce llamado así por sus rayas características, ha sido durante mucho tiempo un tema de prueba popular para los investigadores. Se reproducen fácilmente en cautiverio, crecen rápidamente y los bebés son completamente transparentes, lo que facilita el estudio de sus órganos. Luego están sus habilidades regenerativas. Como comparten el 70 por ciento del código genético de los humanos, a menudo es posible usarlos para estudiar rasgos y enfermedades genéticas humanas.
La estructura y los tipos celulares de las retinas de pez cebra son casi idénticos a los de los humanos. Cada uno contiene tres capas de células nerviosas: fotorreceptores detectores de luz, células horizontales integradoras de señales y células ganglionares que transmiten información visual al cerebro.
"Así que me intrigó aún más el por qué los humanos no pueden regenerar las retinas dañadas y los peces sí", dice Patton.
Estas cinco imágenes, que abarcan 28 días, muestran cómo ocurre la regeneración en la retina del pez cebra. Las barras se muestran en verde, las células en regeneración se muestran en rojo y todas las demás células son azules. Las células regeneradoras reemplazan las varillas moribundas. (El laboratorio de Patton / Vanderbilt) El daño retiniano está detrás de muchas de las principales causas de ceguera en el mundo desarrollado. Estas causas incluyen la degeneración macular, una enfermedad a menudo relacionada con la edad en la que parte de la retina se daña, causando visión borrosa y manchas en blanco; retinopatía diabética, donde la diabetes daña los vasos sanguíneos de la retina; y retinitis pigmentosa, una condición genética que causa la degeneración de las células fotorreceptoras de la barra de la retina. Dado que las retinas humanas no se regeneran, cualquier daño retiniano causado por una enfermedad o lesión es permanente.
Patton y su equipo sintieron curiosidad acerca de cómo, exactamente, se inicia la regeneración de la retina del pez cebra. Estudios anteriores han sugerido que los factores de crecimiento secretados por los fotorreceptores moribundos en los ojos de los peces podrían iniciar el proceso, provocando células madre en los ojos para comenzar a desdiferenciarse (volver a una etapa de desarrollo anterior) y luego diferenciarse en nuevas células de retina. Pero Mahesh Rao, uno de los estudiantes de posgrado de Patton, tuvo la idea de mirar el neurotransmisor GABA, un mensajero químico en el cerebro que reduce la actividad de las neuronas, y señaló que se descubrió que GABA controla la actividad de las células madre en el cerebro de los ratones.
El equipo probó la idea de Rao cegando el pez cebra, esto se puede hacer poniéndolos en la oscuridad durante unos días, luego exponiéndolos a la luz brillante y luego dándoles drogas estimulantes de GABA. También dieron medicamentos reductores de GABA al pez cebra con visión normal. Descubrieron que los peces ciegos que recibieron drogas estimulantes de GABA no podían regenerar sus retinas normalmente, mientras que los peces normales con niveles bajos de GABA comenzaron a regenerar sus retinas. Esto sugirió que fue, de hecho, una concentración reducida de GABA lo que inició el proceso de regeneración de la retina.
Los hallazgos fueron publicados este mes en la revista Stem Cell Reports .
De izquierda a derecha: James Patton, Mahesh Rao y Dominic Didiano en el laboratorio de pez cebra (The Patton Lab / Vanderbilt) "Esperamos utilizar el modelo de peces para comprender los factores y mecanismos que regulan la regeneración de la retina con la esperanza de que podamos aplicar las lecciones aprendidas a los humanos", dice Patton.
El equipo está comenzando a probar la teoría GABA en ratones. Si eso funciona, pasará a ensayos en humanos, probando si los inhibidores de GABA pueden estimular la regeneración de la retina.
Si la investigación realmente tiene éxito en humanos, algunas de las casi 40 millones de personas ciegas en todo el mundo pueden algún día tener un pequeño pez rayado para agradecer.
