El 12 de marzo se celebró el Día Mundial del Glaucoma, patología que engloba un grupo de enfermedades que provocan un daño progresivo del nervio óptico y es la causa número uno de ceguera en el mundo. Padecida por 60 millones de personas, su sintomatología -de progresión lenta y silenciosa- favorece que el 50% de los afectados no sean conscientes de que la padecen hasta que el deterioro de su campo visual resulta demasiado evidente y se dan cuenta de que su vista "ha sido robada".

En este sentido, el científico de la Universidad de Salamanca Juan Manuel Lara Pradas, catedrático en Biología Celular y Patología adscrito al Instituto de Neurociencias de Castilla y Léon (INCYL), desarrolla una interesante línea de investigación centrada en la plasticidad, degeneración y regeneración del sistema visual humano bajo el enfoque del estudio de los procesos de desarrollo de este sistema en el pez cebra, “capaz de regenerar su nervio óptico en el caso de presentar algún deterioro”.

El objetivo es determinar cómo y porqué lo logra y en “qué medida esto podría ser aplicado al ser humano”, según informó el investigador a Comunicación Universidad de Salamanca.

Juan Manuel Lara Pradas y Almudena Velasco Arranz, responsables del laboratorio del INCYL en el que se lleva a cabo esta investigación. Foto: Sergio Manzano

Lara Pradas explica que a diferencia de los peces “los seres humanos hemos perdido la capacidad regenerativa” y que cuando en nuestro sistema visual se presentan lesiones en el nervio óptico “ya sean causadas por un glaucoma o por un cáncer de hipófisis, por ejemplo, que presionan ese nervio”, es muy frecuente que la persona “se quede ciega”, añade.

Los datos recabados por los científicos de la USAL en el laboratorio indican que si se presiona el nervio óptico en un modelo de ratón este pierde el 90% de las células neuronales de la retina durante la primera semana. Más aún, en un siguiente periodo de otras dos o tres semanas termina perdiendo por completo la visión. Por si solo el animal no tiene manera de volver regenerarlas y “en humanos pasa exactamente lo mismo”, recuerda el científico.

“¿Qué tienen los peces de particular?, ¿Qué pasaría si sometemos a un modelo de pez cebra al mismo proceso de laboratorio?”, plantea el investigador del Instituto de Neurociencias. La respuesta es sorprendente: sucede justamente lo contrario.

En la primera semana, aproximadamente, solo el 10% de esas neuronas se mueren y en la siguiente ocurre justo lo inverso, “las que ha perdido se recuperan y el nervio envía prolongaciones”, resalta. Al mes el animal “está bien electrofisiológicamente y llegan señales al cerebro, con un comportamiento visual normal”, concluye.

Neuronas en la retina: particularidades en mamíferos

Los mamíferos nacen con un número de neuronas en la retina fijo y concreto. Poco tiempo después de su nacimiento dejan de generarse y aquellas que presente serán de las que un individuo disponga a lo largo de toda su vida. En el caso de que algunas mueran, no se regenerarán. Sin embargo, en los peces el nervio óptico sí se regenera y sin llegar a precisar si quiera de la ayuda de factores externos como pudiera ser, por ejemplo, un tratamiento terapéutico. 

Lo que tienen de particular estos animales acuáticos es que sus células gliales (células del sistema nervioso que desempeñan de forma principal la función de soporte de las neuronas), al contrario que las de los seres humanos, “limpian y aíslan la zona afectada o dañada y la preparan para que haya una generación nueva de células”.

Al respecto, sobre lo que los investigadores de la Universidad de Salamanca están experimentando es en el estudio concreto de las células gliales del nervio óptico del pez cebra para ver cómo interfieren en el proceso.

Foto: Sergio Manzano

Investigación con células gliales de peces cebra en el INCYL

El grupo de investigación de Lara Pradas trabaja con varias colonias de peces cebra ubicadas en el animalario del Instituto de Neurociencias de Castilla y León. Allí, en los laboratorios del INCYL les extraen células gliales que cultivan o seleccionan, dependiendo del grado de diferenciación que presenten, con el propósito de analizar las nuevas células resultantes a partir de ellas y testar si se integran, o no, en el sistema visual del pez.

Concretamente, uno de los estadios de la experimentación consiste entonces en actuar directamente en una lesión del nervio óptico del pez en el que “en distintos tiempos introducimos poblaciones de células gliales marcadas para ver, primero, si la regeneración es más lenta o más rápida que sin ellas y, por último, comprobar si esas células externas que hemos metido participan o no en el sistema”, subraya. Sobre este último aspecto el responsable del estudio asegura que habitualmente lo hacen y su comportamiento es el mismo que el de las células internas del propio organismo. 

El objetivo final es comprobar si un sistema con capacidad de regeneración natural es capaz integrar células gliales introducidas desde fuera para determinar “si eso mismo pudiera ser trasladado a humanos por medio de procesos externos”, argumenta, aunque en la actualidad “esa posibilidad se nos antoje un poco como de ciencia ficción”, puntualiza el científico.

Pez cebra, un pez modelo para la investigación

El pez cebra, pequeño pez tropical de agua dulce, es uno de los modelos animales más utilizado en el mundo científico para la investigación en áreas de la biología del desarrollo y genética debido a que en él se reproducen aspectos que pueden trasladarse a otras especies. De hecho, este pez es más similar a la especie humana que otros de los habituales en laboratorios como, la mosca del vinagre o el ratón.

Juan Manuel Lara Pradas, con un bagaje en investigación en peces desde el año 1982, comenzó esta nueva línea de estudio hace dos años a raíz de la incorporación en el INCYL de aparatología basada en técnicas de microscopía electrónica, recursos que ahora les permiten “demostrar realmente lo que están haciendo esas células”, informa.

Las colonias de peces cebra con los que desarrolla su investigación, cuyos individuos parten de la misma variedad y partir de los que se incorporan ejemplares mutados de acuerdo a la línea experimental, se encuentran ubicadas en el animalario del centro, atendiendo a los parámetros de temperatura y acondicionamiento adecuados para su correcta conservación.

Lara Pradas es discípulo del también catedrático en Biología Celular y Patología de la Universidad de Salamanca José Aijón, que fuera el investigador principal del grupo en el INCYL en sus inicios.

Instalaciones del animalario del INCYL en las que se encuentran los ejemplares de pez cebra. Foto: Sergio Manzano

Instituto de Neurociencias de Castilla y León (INCYL) – Universidad de Salamanca

El Instituto de Neurociencias de Castilla y León (INCyL) de la Universidad de Salamanca fue creado en 1998, tiene como objetivo la investigación científica del sistema nervioso y sus patologías. En su sede se trabaja en un amplio número de proyectos de investigación utilizando la metodología más avanzada para comprender la estructura, organización y funcionamiento del sistema nervioso, la mente, el comportamiento y los modos de enfermar.

En sus laboratorios se investigan enfermedades y tratamientos en aspectos tan relevantes como la patología sensorial y enfermedades neurológicas y mentales prevalentes como la enfermedad de Alzheimer, epilepsia, esquizofrenia, dolor, esclerosis múltiple, o Parkinson, entre otros.