La fusió cel·lular “desperta” el potencial regeneratiu de la retina humana

La fusió de cèl·lules retinianes humanes amb cèl·lules mare adultes podria ser una futura estratègia terapèutica per a tractar el dany retinià i la discapacitat visual, segons les troballes d’un nou estudi publicat a la revista eBioMedicine, amb participació del grup de recerca de la Nuria Montserrat a l’IBEC. Les cèl·lules híbrides “desperten” la capacitat regenerativa del teixit de la retina humana, un tret que es creia exclusiu dels vertebrats de sang freda.

Read more…

Secció transversal d’un organoide retinià, que mostra la ubicació de diferents tipus de neurones com els ganglis (vermell) i la glia de Müller (verd). Crèdit: Sergi Bonilla/Lancet eBioMedicine 

Els esdeveniments de fusió cel·lular, el procés que es duu a terme combinant dues cèl·lules diferents en una sola entitat, són un possible mecanisme que contribueix a la regeneració de teixits. Encara que és rar en humans, el fenomen s’ha detectat constantment en el fetge, el cervell i el tracte gastrointestinal. 

Un equip liderat per la professora d’investigació ICREA Pia Cosma al Centre de Regulació Genòmica (CRG) de Barcelona i finançat per la Fundació “la Caixa” ha descobert que els esdeveniments de fusió cel·lular també tenen lloc a la retina humana. El Grup de la professora ICREA Nuria Montserrat, Pluripotència per a la Regeneració d’Organs, també va participar en l’estudi amb la producció i caracterització d’organoides de la retina humana. 


L’equip va estudiar la possibilitat que els esdeveniments de fusió cel·lular resultessin en cèl·lules que es diferencien i es converteixen en neurones, cosa que mostraria el seu potencial per a la regeneració de teixits. L’equip va fusionar la glia de Müller, cèl·lules que exerceixen un paper secundari però important en el manteniment de l’estructura i funció de la retina, amb cèl·lules mare adultes derivades del teixit adipós humà o de la medul·la òssia.
 

“Vam poder realitzar la fusió cel·lular in vitro, creant cèl·lules híbrides. És important destacar que el procés d’hibridació va ser més eficient en presència d’un senyal químic, normalment transmès des de la retina en resposta al dany, la qual cosa va resultar en un augment del doble de les taxes d’hibridació. Això és una pista important sobre el paper de la fusió cel·lular a la retina”, afirma Sergi Bonilla, investigador postdoctoral del CRG i primer autor de l’estudi. 

Secció transversal d’un organoide retinià que mostra cèl·lules híbrides (verd) empeltant-se en el teixit. La fluorescència vermella indica l’activitat dels nous ganglis que s’estan formant. Crèdit: Sergi Bonilla/Lancet eBioMedicine 

Les cèl·lules híbrides es van injectar en un organoide retinià en desenvolupament, un model que imita de prop la funció de la retina humana. Els autors de l’estudi van descobrir que les cèl·lules híbrides es van empeltar amb èxit en el teixit i es van diferenciar en cèl·lules que s’assemblen molt a les cèl·lules ganglionars, un tipus de neurona essencial per a la visió. 

“Les nostres troballes són importants perquè mostren que la glia de Müller a la retina humana té el potencial de regenerar neurones”, afirma Pia Cosma. “Les salamandres i els peixos poden reparar els danys causats a la retina gràcies a la glia de Müller, ja que es diferencien en neurones que rescaten o reemplacen les neurones danyades. La glia de Müller de mamífers han perdut aquesta capacitat regenerativa, cosa que significa que el dany o la degradació de la retina pot provocar una discapacitat visual per a tota la vida. Les nostres troballes ens acosten un pas més a la recuperació d’aquesta capacitat”. 

Els autors adverteixen que queda molta feina per fer abans del desenvolupament de qualsevol tractament potencial. Un dels següents passos és comprendre per què les cèl·lules híbrides, amb quatre parells complets de cromosomes, no resulten en inestabilitat cromosòmica ni en desenvolupament de càncer. Els autors de l’estudi creuen que la retina pot tenir un mecanisme que regula la segregació cromosòmica similar al fetge, que conté cèl·lules tetraploides que actuen com reservori genètic, experimentant mitosi en resposta a l’estrès i les lesions. 

L’estudi ha estat liderat pel Centre de Regulació Genòmica en col·laboració amb l’Institut de Bioingenieria de Catalunya (IBEC) i el Centre d’Oftalmologia Barraquer. El treball està finançat principalment per un Projecte CaixaResearch d’Investigació en Salut de la Fundació “la Caixa” atorgat a Pia Cosma (CRG), Nuria Montserrat (IBEC) i Justin Christopher D’Antin (Barrraquer). També està finançat pel projecte FET-Open EcaBox de la Unió Europea, Velux Stiftung, el Ministeri de Ciència i Innovació d’Espanya i l’Agència de Gestió d’Ajuts Universitaris i de Recerca (AGAUR). 



Article de referència: Muller glia fused with adult stem cells undergo neural differentiation in human retinal models. eBioMedicine 2022;77: 103914  

DOI: 10.1016/j.ebiom.2022.103914 

 



Finançament 

Aquest treball ha estat finançat per una beca Caixa Health (HR17-00231), Velux Stiftung (976a), Ministeri de Ciència i Innovació, (BFU2017-86760-P) (AEI/FEDER, UE), AGAUR (2017 SGR 689, 2017 SGR 926) i el programa de recerca i innovació Horitzó 2020 de la Unió Europea en virtut de l’acord de subvenció núm. 964342 per al projecte EcaBox.