Un nuevo estudio sobre el glaucoma, una causa principal de ceguera irreversible, ofrece un nuevo entendimiento del modo en que esta enfermedad avanza y señala el camino hacia nuevos tratamientos.
El estudio publicado hoy en Cell Press, examinó la conducta de las células en el sistema de drenaje del ojo. El equipo, encabezado por Alireza Karimi, Ph.D., profesor asistente de oftalmología e ingeniería biomedica de la School of Medicine de la Health & Science University y del Casey Eye Institute, encontraron que los cambios en la manera en que las células del sistema de drenaje del ojo responden a fuerzas físicas podrían estar conectados con la presión intraocular más alta que se observa en pacientes con glaucoma.
Para el 2040, se espera que el glaucoma afecte a 112 millones de personal a nivel mundial, haciéndolo una de las causas más significativas de la ceguera. La presión intraocular elevada —o una presión dentro del ojo más alta que la normal— es el factor de riesgo principal para el glaucoma, pero los científicos han batallado para comprender cabalmente los mecanismos subyacentes.
Los investigadores usaron métodos computacionales y experimentales de punta para estudiar la malla trabecular o TM, por su sigla en inglés: la parte del ojo responsable de drenar el líquido y mantener una presión intraocular saludable. El estudio se concentra en cómo la rigidez de la matriz extracelular (sigla en inglés, ECM), en la vía de flujo de salida del ojo influye en el comportamiento de las células de la malla trabecular en ojos tanto saludables como en ojos afectados por el glaucoma. La matriz extracelular brinda soporte estructural a las células y los cambios en sus propiedades se han vinculado con la presión incrementada que se ve en el glaucoma a través de una interacción activa entre células ECM en la vía del flujo de salida del ojo.
Más información: OHSU, líder de la atención e investigación de salud de los ojos
El sistema de drenaje del ojo tiene áreas con flujo bajo y alto. En ojos con glaucoma, hay más áreas con un flujo bajo comparado con los ojos saludables.
“Nuestro objetivo era comprender la manera en que las células se comunican activamente con su ECM para regular la resistencia del flujo de salida, incrementar dicho flujo y, de ese modo, disminuir la presión intraocular”, explica Karimi.
Los investigadores encontraron que las células de TM normales responden de forma diferente al estrés mecánico comparadas con las de los ojos con glaucoma. En células saludables, la rigidez incrementada de la ECM llevó a que las células ejercieran fuerzas más potentes. Sin embargo, en células con glaucoma ocurrió lo contrario: Las células generaron fuerzas más potentes cuando la ECM estaba más suave. Estas diferencias sugieren que las células con un flujo elevado afectadas por el glaucoma son menos rígidas comparadas con células normales de alto flujo; esto también se ha mostrado por microscopía de fuerza atómica.
Karimi afirma que una innovación principal en el estudio fue el uso de una técnica experimental-computacional para medir el modo en que las células ejercen fuerzas contráctiles en tercera dimensión en la matriz extracelular en tiempo real. Los métodos tradicionales que se han usado en estudios similares han sido limitados, ya que suelen involucrar el desprendimiento de las células de la ECM, lo cual altera el comportamiento natural de las células. Sin embargo, el estudio usó un abordaje más avanzado aprovechando la microscopía y técnicas computacionales que permitieron que los investigadores rastrearan de forma continua las fuerzas involucradas y proporcionaran una imagen más precisa y dinámica de lo que ocurre en el ojo en el transcurso del tiempo.
Y más importante, Karimi aseveró que sus hallazgos son del interés de otros investigadores en OHSU porque el marco de trabajo respecto al modo en que las células se endurecen también es aplicable en la investigación del cáncer.
El siguiente paso para el equipo de investigación es desarrollar mejores objetivos de medicamentos para el glaucoma haciendo uso del marco de trabajo que crearon para el estudio actual. Abundó diciendo que los tratamientos actuales para el glaucoma requieren que los pacientes se administren gotas varias veces al día, lo cual lleva a que se salten dosis o se apliquen dosis incorrectas.
“Ahora tenemos un marco de referencia para estudiar terapias dirigidas para tratamientos más efectivos y fáciles de administrar", finalizó, añadiendo que su siguiente estudio analizará tratamientos con medicamentos específicos.
Además de Karimi, entre los coautores de OHSU del estudio se encuentran Mini Aga, Ph.D., Ansel Stanik, Cristiane Franca, D.D.S., Ph.D., Elizabeth White, M.S., Mary Kelley, Ph.D. y Ted Acott, Ph.D., así como Seyed Mohammad Siadat, Ph.D., con la Northeastern University.
La investigación contó con el apoyo del Instituto Nacional del Ojo de los Institutos Nacionales de Salud, subvenciones R01EY036011, R01EY030238 y P30EY010572, así como el Premio Lewis Rudin del Glaucoma y una subvención de la Provident Bank Foundation al Casey Eye Institute. El contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no necesariamente representa las opiniones oficiales de los NIH.