Cambios en tejido ocular para detección precoz de enfermedades cerebrales

Por el equipo editorial de LabMedica en español
Actualizado el 02 Nov 2016

La investigación con modelos de ratón ha demostrado que, al menos, algunas enfermedades del sistema nervioso central (SNC) se manifiestan como cambios patológicos en la retina del ojo y que estos cambios pueden ser detectados antes de poder observar los cambios en el cerebro. Los hallazgos sugieren que el examen del ojo podría ser utilizado para la detección mínimamente invasiva de estas enfermedades.

Imagen: Un experimento que examina el tejido de retina en busca de depósitos de mHtt en astrocitos GFAP-ir, en el modelo de ratón R6/2 de la enfermedad de Huntington. Verde: proteína ácida glial fibrilar (GFAP); Rojo: la proteína huntingtina mutante (mHtt). (A) Una imagen en bajo aumento ilustra los astrocitos GFAP-ir y los depósitos de mHtt provenientes del montaje completo de la retina del ratón de 12 semanas R6/2 (modelo de la enfermedad de Huntington). Escala = 50 micras. (B) Un análisis confocal detallado de positividad de GFAP, la inmunoreactividad de mHtt y la coloración de contraste DAPI (azul) no revelaron colocalización de GFAP y mHtt. Escala = 20 micras (Imagen cortesía de PLoS One).

El tejido de la retina puede ser considerado como una parte integral del sistema nervioso central (SNC). Durante el desarrollo fetal, madura a partir de una parte del cerebro y su inervación se asemeja mucho a la del cerebro. La estructura y la función de la retina pueden ser examinadas fácilmente con métodos no invasivos o mínimamente invasivos, mientras que el examen cerebral directo tiene numerosas limitaciones. Si, al menos para algunas enfermedades cerebrales, el estado de salud del cerebro pudiese ser evaluado indirectamente a través de los ojos, el cribado diagnóstico podría ser más eficiente.

En su tesis doctoral en la Universidad del Este de Finlandia en Kuopio (Kuopio, Finlandia), el Dr. Henri Leinonen y sus colegas investigaron las anomalías funcionales de la retina utilizando modelos de ratón de enfermedades del SNC humano. Se escogieron la electrorretinografía (ERG) y los potenciales visuales evocados (VEP) como técnicas de investigación, ya que se pueden aplicar metodologías similares tanto en animales de laboratorio como en seres humanos. El ERG puede rastrear con precisión la función de la retina por medio de electrodos corneales o de la piel, mientras que la VEP mide la función de la corteza visual.

Estos métodos fueron utilizados para analizar diferentes atributos de visión en tres modelos definidos de ratones genéticamente modificados, de enfermedades humanas del SNC. Además, se utilizaron métodos de ciencias básicas para demostrar la correlación entre las anormalidades funcionales y la situación anatómica de la retina.

Se encontró una disfunción en la visión diurna y de color -asociada a la retina en un modelo de ratón de enfermedad de Huntington (HD), mientras que el ratón se encontraba presintomático. La estructura de la retina se mantuvo relativamente normal, incluso en un estado de enfermedad avanzada, aunque la agregación de la proteína tóxica huntingtina mutada, estaba muy extendida en la retina del ratón enfermo. Aunque la retinopatía en ratones ha sido exagerada en comparación con los pacientes humanos con HD, el hallazgo concuerda en parte con los datos de pacientes que muestran deterioro de la visión del color, pero sin retinopatía anatómica clara.

En un modelo de ratón de la enfermedad de Alzheimer (EA), los investigadores observaron anomalías en la función de la retina asociada con la visión nocturna. En concreto, las respuestas de la retina interna, mediada por los bastoncillos, a destellos de luz tenue, eran más rápidos en ratones enfermos que en sus controles de tipo salvaje. La observación puede explicarse por una alteración de la neurotransmisión colinérgica, que también es causada en parte por el deterioro de la memoria en la EA.

En un modelo de ratón de lipofuscinosis ceroide neuronal infantil (NCL) tardía, una enfermedad neurológica pediátrica, los investigadores describieron cambios degenerativos de la retina que imitan la patología característica de la degeneración macular asociada a la edad (DMAE). Estos incluyen alteración de la función del epitelio pigmentario de la retina y ceguera subsiguiente debido a la atrofia de los fotorreceptores y la muerte. Se ha postulado que la degeneración de la retina en los pacientes humanos progresa de manera similar.

Agregando a la creciente cantidad de evidencia, los resultados mostraron que los cambios funcionales de la retina se producen en modelos de ratón de tres enfermedades humanas del SNC, cuyo fenotipo, edad de inicio, y mecanismo patológico, difieren claramente unos de otros. La deficiencia visual fue el síntoma progresivo más rápida en dos modelos ensayados.

Los resultados apoyan la idea de usar exámenes oculares como herramientas potenciales de cribado para enfermedades del sistema nervioso central. El desarrollo de métodos de detección eficientes, seguros y económicos, es imperativo, ya que el diagnóstico de estas enfermedades a menudo se obtiene sólo en el estado avanzado de la enfermedad, cuando las soluciones satisfactorias ya son poco eficaces. Puesto que la investigación de los ojos y de la visión pueden llevarse a cabo de manera no invasiva, el avance de los ensayos de la fase preclínica a la fase clínica podría ser relativamente rápida.

La tesis doctoral del Dr. Leinonen, titulada: Electrofisiología de las vías visuales como una herramienta de cribado para enfermedades neurodegenerativas: evidencia de modelos de enfermedades en ratones, está disponible para su descarga. Los hallazgos fueron publicados en la revista PLoS One, the Journal of Alzheimer’s Disease, y más recientemente en la revista Human Molecular Genetics.

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University of Eastern Finland