Científicos rusos han desarrollado un método para verificar con precisión cómo funcionan las células retinianas cultivadas artificialmente. El método ayudará a probar de manera más fiable los medicamentos para enfermedades degenerativas de la visión y podría ser útil en la creación de implantes biónicos. Investigadores del MIPT midieron por primera vez en Russia la actividad eléctrica de las células fotorreceptoras en organoides retinianos tridimensionales y crearon una especie de "pasaporte eléctrico" para ellos.
Los organoides son pequeños modelos tridimensionales de tejidos, cultivados a partir de células sanguíneas humanas reprogramadas. Primero, las células se devuelven a un estado similar al embrionario, luego se dirige su desarrollo para que se conviertan en células retinianas. Después de aproximadamente seis meses, aparecen fotorreceptores reales en los organoides: bastones y conos, que captan la luz y la convierten en una señal nerviosa. Estos modelos permiten estudiar procesos que son extremadamente difíciles de investigar en el ojo humano vivo.
Para asegurarse de que las células cultivadas no solo se parecen a los fotorreceptores, sino que también funcionan de manera similar, los científicos desarrollaron un nuevo método. Utilizando un microelectrodo de vidrio delgado, accedieron al interior de una célula individual y midieron el movimiento de iones a través de su membrana. Al mismo tiempo, las células se iluminaron con tintes especiales para comprender con precisión que la señal provenía del fotorreceptor y no de una neurona vecina.
Los experimentos mostraron que la actividad eléctrica de las células cambia a medida que el organoide madura. El día 80, la señal era aún muy débil, el día 130 se hizo notable, y después de 150 días se acercó a los valores de las células de primates adultos. La mayoría de las células similares a fotorreceptores no tenían impulsos nerviosos normales, pero algunas sí generaron potenciales de acción. Los científicos también registraron corrientes iónicas, cuyas características casi coincidieron con los datos de los fotorreceptores de mamíferos.
Este método proporciona una forma cuantitativa de verificar si un nuevo medicamento restaura el funcionamiento de las células fotorreceptoras. También puede ayudar en la creación de implantes retinianos: los desarrolladores podrán tener en cuenta las características eléctricas reales y los umbrales de sensibilidad de los fotorreceptores vivos para hacer la estimulación más precisa y segura.
En el futuro, los científicos quieren estudiar la transmisión de señales entre los fotorreceptores y las células retinianas vecinas. La investigación se publicó en Springer Nature Link en el libro "Retinal Gene Therapy: Methods and Protocols".
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