Cercetătorii americani au identificat diferite subpopulații de celule în epiteliul pigmentar al retinei (EPR), care ar putea explica spectrul larg al fenotipurilor bolilor retiniene.
Oameni de știință de la National Eye Institute (NEI), din SUA, au descoperit cinci subpopulații de celule în epiteliul pigmentar al retinei (EPR), un strat de țesut care hrănește și susține fotoreceptorii retinei care detectează lumina. Folosind inteligența artificială, cercetătorii au analizat imagini ale EPR la o rezoluție de o singură celulă, pentru a crea o hartă de referință care localizează fiecare subpopulație în interiorul ochiului. Un raport al cercetării a fost publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences – PNAS.
„Rezultate oferă o bază, prima de acest gen, pentru cunoașterea diferitelor subpopulații de celule din EPR și vulnerabilitatea lor la bolile retiniene, precum și pentru dezvoltarea unor terapii țintite de tratament“, a declarat dr. Michael F. Chiang, directorul NEI.
„Rezultatele ne vor ajuta să dezvoltăm terapii celulare și genice mai precise pentru anumite boli oculare degenerative“, a declarat la rândul său, cercetătorul principal al studiului, dr. Kapil Bharti, care conduce secția de cercetare translațională a celulelor oculare și stem, din cadrul NEI.
Vârsta și bolile pot provoca modificări metabolice în celulele EPR care pot duce la degenerarea fotoreceptorilor. În urma modificărilor EPR impactul asupra vederii poate varia dramatic în funcție de severitatea și de localizarea acestor celule în interiorul retinei. Degenerescența retiniană cu debut tardiv (L-ORD), de exemplu, afectează în cea mai mare parte retina periferică, respectiv vederea periferică. Degenerescența maculară legată de vârstă (AMD), o cauză principală a pierderii vederii, afectează în primul rând celulele EPR din maculă, cu rol crucial în vederea centrală.
Cercetătorii au vrut să afle dacă există celule în epiteliul pigmentar al retinei, care ar putea explica spectrul larg al fenotipurilor bolilor retiniene.
Echipa a folosit inteligența artificială (AI) pentru a analiza morfometria, forma și dimensiunile externe ale fiecărei celule din EPR. Ei au instruit un computer, folosind imagini fluorescente etichetate ale EPR, pentru a analiza întregul monostrat uman al EPR, provenind de la nouă donatori postmortem fără un istoric semnificativ de boli oculare.
Caracteristicile morfometrice au fost calculate pentru fiecare celulă din EPR în parte, în medie, aproximativ 2,8 milioane de celule per donator. În total, au fost analizate 47,6 milioane de celule. Algoritmul a evaluat suprafața fiecărei celule, raportul de aspect (lățimea și înălțime), hexagonalitatea și numărul altor celule învecinate. Studii anterioare au sugerat că funcția EPR este legată de etanșeitatea nodurilor celulare, un indicator pentru sănătatea celulară (cu cât aceste zone sunt mai aglomerate, cu atât mai bine pentru sănătatea celulară).
Pe baza morfometriei, cercetătorii au identificat cinci subpopulații distincte de celule EPR, denumite P1-P5, organizate în cercuri concentrice în jurul foveei, centrul maculei și regiunea cea mai sensibilă la lumină a retinei. Comparativ cu celulele EPR e la periferie, celulele EPR din fovee tind să fie perfect hexagonale și sunt dispuse mai compact, având un număr mai mare de celule vecine.
În mod neașteptat, oamenii de știință au descoperit că retina periferică conține un inel de celule EPR (P4) cu o zonă celulară foarte asemănătoare cu EPR, în și în jurul maculei.
„Prezența subpopulației P4 evidențiază diversitatea de la periferia retinei, sugerând că ar putea exista diferențe funcționale în EPR pe care în prezent nu le cunoaștem. Sunt necesare studii viitoare pentru a ne ajuta să înțelegem rolul acestei subpopulații“, a declarat primul autor al studiului, Davide Ortolan, doctorand în cadrul secției de cercetare translațională a celulelor oculare și stem de la NEI.
Analizând țesutul epitelial retinian de la donatori decedați cu AMD, cercetătorii au observat că subpopulația (P1) EPR din fovee a avut tendința să lipsească, din cauza deteriorării apărute în urma bolii, diferențele dintre celulele din subpopulațiile P2-P5 nefiind semnificative din punct de vedere statistic. În general, subpopulațiile AMD EPR au avut tendința să fie alungite în raport cu celulele EPR neafectate de AMD.
Pentru a vedea dacă diferitele degenerări ale retinei afectează în mod specific subpopulațiile EPR, cercetătorii au analizat imaginile din spatele retinei provenind de la pacienți afectați de coroideremie, L-ORD sau de o degenerescență retiniană fără o cauză identificată. Deși aceste studii au fost efectuate la un singur moment în timp, ele au demonstrat că diferite subpopulații EPR sunt vulnerabile la diferite tipuri de boli degenerative retiniene.
„Rezultatele sugerează că IA poate detecta modificări în morfometria celulelor EPR înainte de dezvoltarea degenerării vederii“, a mai menționat Ortolan.
Cercetările au mai arătat că modificările morfometrice legate de vârstă pot apărea în unele subpopulații EPR înainte ca acestea să fie detectabile în altele.
Constatările vor contribui la informarea studiilor viitoare și ar putea fi utilizate pentru a anticipa schimbările în sănătatea celulară a EPR la pacienți.
Articolul Noi subpopulații de celule retiniene descoperite recent ar putea stimula progresul terapiilor pentru afecțiunile oculare apare prima dată în 360medical.ro.