La innovación en microscopía ofrece información sobre la formación de cataratas
Las cataratas —una opacidad del cristalino— son una enfermedad común relacionada con el envejecimiento que puede provocar la pérdida de la vista. Otros factores que contribuyen son la genética, los rayos ultravioleta y el tabaquismo. «El cristalino es un tejido muy complejo —señala el investigador del proyecto Cata-rotors, Petr Sherin, del Imperial College de Londres (el Reino Unido)—. A diferencia de otros tejidos, los principales componentes del cristalino, proteínas y lípidos, no se renuevan a lo largo de la vida. Como resultado, los defectos pueden acumularse, lo que termina alterando la función del cristalino y posiblemente conduce a la formación de cataratas». Aunque se han determinado los factores que contribuyen a ello, los científicos no saben exactamente qué procesos provocan la formación de cataratas, ni si hay alguna forma de prevenir o revertirlos. «Una de las teorías que explican la formación de cataratas es la aparición de una “barrera de difusión” —explica Sherin—. Esta impide el movimiento de nutrientes a diferentes partes del cristalino en las personas de mediana edad». Sin embargo, los científicos no han podido confirmar esta hipótesis. El proyecto Cata-rotos, emprendido con el respaldo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, abordó esta cuestión.
Identificación de cambios estructurales
Para lograr sus objetivos, Petr Sherin, beneficiario de una beca de una investigación individual Marie Skłodowska-Curie, y Marina Kuimova, coordinadora del proyecto, aplicaron un nuevo método de microscopía —desarrollado en el laboratorio de Kuimova— denominado microscopía de tiempo de vida de fluorescencia (FLIM, por sus siglas en inglés). Este método se utilizó en combinación con sondas fluorescentes sensibles a la viscosidad, llamadas rotores moleculares, que «iluminan» las regiones de las células que son más viscosas (o más pegajosas) en comparación con otras regiones. Esta técnica se aplicó a muestras reales del cristalino, tras su envejecimiento natural o tras su exposición a la luz o a la temperatura («envejecimiento acelerado»). El objetivo era descubrir cualquier diferencia en la viscosidad que podría respaldar la hipótesis de la barrera de difusión. «En primer lugar, se cortaron las muestras de cristalino y se tiñeron con rotores de fluorescencia, asegurándose de que el tejido no se dañaba ni se deshidrataba en el proceso —señala Kuimova—. Este trabajo fue un reto y requirió capacidades de alto nivel en el corte de tejidos». A continuación, se grabaron y analizaron grandes conjuntos de imágenes de FLIM. «Esto nos proporcionó información detallada sobre cómo se distribuía la viscosidad dentro de las células del cristalino», explica Sherin.
En busca de pruebas
Se lograron dos resultados fundamentales: se determinaron cambios visuales en las células de las regiones central y periférica del cristalino en personas de mediana edad, y se registraron las diferencias en su viscosidad. «Esta es una de las pruebas más directas de la formación de una “barrera de difusión” hasta la fecha —añade Sherin—. Sin embargo, para confirmar de forma clara este hallazgo, necesitamos acumular más datos estadísticamente significativos». En el proyecto también se descubrió que las membranas de las células del cristalino del ojo porcino se vuelven considerablemente menos rígidas (más fluidas) tras la exposición a los rayos ultravioleta. Este resultado inesperado puede actuar como un mecanismo compensatorio del aumento de la rigidez del cristalino en las personas de edad avanzada, al proporcionar el flujo de nutrientes mínimamente necesario. «Sobre todo, el proyecto demostró la aplicabilidad del método “FLIM con rotor molecular” para visualizar propiedades importantes dentro de los tejidos del cristalino del ojo —apunta Kuimova—. Esta información podría servir de base para desarrollar nuevos tratamientos terapéuticos para las cataratas ya que, en la actualidad, la cirugía es la única opción disponible». El siguiente paso importante es comprender mejor el mecanismo molecular que subyace a los cambios de la rigidez. Esto supondrá determinar qué sustancias químicas y reacciones están implicadas, y es de esperar que ofrezca opciones de tratamiento médico distintas de la cirugía.
Palabras clave
Cata-rotors, ojo, catarata, microscopía, FLIM, cristalino, envejecimiento, molecular
