Desarrollan unas moléculas que se activan con la luz y protegen la retina

Un equipo de investigación liderado por Pau Gorostiza, del Instituto de Bioingeniería de Cataluña -IBEC- (Centro de Excelencia "Severo Ochoa"), y Amadeu Llebaria, del Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC) del CSIC, ha desarrollado unas moléculas que pueden ser aplicadas como prótesis moleculares reguladas por luz para ayudar a restaurar la visión en los casos de degeneración de retina.

Las moléculas se pueden activar o desactivar como interruptores mediante un haz de luz. De este modo, se consigue que proteínas de las neuronas implicadas en la visión puedan responder de manera parecida a la que se da en condiciones fisiológicas normales, desencadenando una respuesta cuando reciben luz, según explican los autores de la investigación, publicada en la revista Nature Communications.

Las moléculas, que forman parte de una nueva clase de fármacos regulados por luz, los fotoconmutadores covalentes, podrían actuar como moléculas protésicas y restaurar con ellas la fotorrespuesta de las retinas degeneradas.

En el estudio, que se publica hoy en la revista , también han colaborado otros Centros de Excelencia "Severo Ochoa" como el Instituto Catalán de Investigación Química (ICIQ), el Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), y el Instituto de Neurociencias de Alicante (centro mixto del CSIC y la Universidad Miguel Hernández), además del Centro de Investigación en Red en Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), la Cátedra Bidons Egara de la Universidad Miguel Hernández (Elche) y la Universidad de Alcalá de Henares (Madrid).

Cambian de forma al recibir luz

"En condiciones normales, las células fotorreceptoras de la retina (los conos y los bastones) son las que reaccionan al recibir luz y activan, a su vez, otras células de la retina. Las moléculas que hemos diseñado se activan por la luz: al recibir luz cambian de forma, lo que modifica su interacción con los receptores neuronales implicados en el envío de señales visuales al cerebro. Es un primer paso para demostrar que la técnica es posible, que estas células podrían reemplazar la función de los conos y los bastones cuando estos estuvieran dañados", explica Amadeu Llebaria, investigador del CSIC en el IQAC.

Pastillas o inyecciones

Eduardo Fernández, de la Cátedra Bidons Egara de la Universidad Miguel Hernández, comenta que estas nuevas moléculas han sido capaces de restablecer las respuestas fisiológicas a la luz en un modelo animal de retinosis pigmentaria (una enfermedad degenerativa de la retina en la que desaparecen los fotorreceptores), lo que, según apunta "podría abrir nuevas vías de tratamiento para algunas enfermedades oculares como la retinosis pigmentaria, la degeneración macular y otras enfermedades degenerativas de la retina".

Con esta técnica, se abre una vía hacia nuevos tratamientos revolucionarios basados en el control de la actividad de moléculas pequeñas, aunque la aplicación en pacientes, admiten los científicos, aun está lejos. Fuentes del IBEC avanzan a ABC que "aún no se ha determinado el formato que tendrán estas moléculas cuando se administran a los pacientes pero que podrían inyectarse directamente o ingerirse vía oral"

Limitaciones de la técnica actual

Hasta la fecha, el tipo más común de moléculas que se podían fotoactivar eran los ligandos fotocrómicos (photochromic ligands, PCLs), que actúan de forma reversible sobre los receptores de luz naturales del organismo, los conos y los bastones. Pero a menudo, sólo eran eficientes a unas concentraciones suficientemente elevadas, que no siempre se conseguían cuando se diluían las moléculas en el tejido. Una forma de evitar este inconveniente, es unir de forma permanente las moléculas a su receptor mediante técnicas de manipulación genética, pero esto conlleva otras limitaciones, especialmente para aplicaciones terapéuticas.

La nueva estrategia química desarrollada por los investigadores en este trabajo ofrece una buena eficacia y se puede aplicar a proteínas endógenas sin necesidad de recurrir a técnicas de manipulación genética.

"En comparación con los métodos disponibles en la actualidad para restaurar la fotorrespuesta en la retina, como los implantes de retina, nuestras moléculas pueden ayudar a evitar la cirugía y proporcionar un mejor acoplamiento para la fotoestimulación, así como disminuir el tiempo de rehabilitación al aprovechar el procesado natural de señales neuronales en la retina", concluye Pau Gorostiza