S-a descoperit acea moleculă de vitamina A care ajută la formarea unei vederi mai clare chiar înainte de naștere

Descoperirea schimbă tot ce se credea despre dezvoltarea vederii și ar putea să contribuie la crearea de țesuturi pentru terapii viitoare, scrie La Razon.

În centrul retinei noastre există o mică regiune care ne permite să distingem detaliile unei fețe, să citim litere sau să recunoaștem un obiect de la distanță. Această mică regiune se numește fovee și stă la baza unei părți importante a capacității noastre de a vedea cu precizie. Cum reușește însă ochiul să formeze o zonă așa de specializată? Răspunsul pare să depindă de o „coregrafie moleculară” derivată din vitamina A, dar și hormoni tiroidieni.

Astfel, un studiu realizat la Universitatea Johns Hopkins, publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), a descoperit că anumite celule, destinate inițial detectării luminii albastre, își schimbă identitatea în timpul dezvoltării embrionare, devenind receptori pentru lumina roșie și verde.

NEWS ALERT Georgia se confruntă cu o criză politică. Guvernul cere interzicerea a cinci formațiuni de opoziție

20:26

FLASH NEWS Criza din Polonia ajunge la Bruxelles. Fostul premier Beata Szydło cere o ședință extraordinară a comisiei Parlamentului European pentru protejarea democrației

20:20

Descoperirea contrazice o explicație care a dominat domeniul vreme de decenii. Până acum, modelul predominant susținea că celulele cu conuri sensibile la lumina albastră, care apar în centrul retinei, migrează către alte zone pentru a face loc celulelor cu conuri sensibile la lumina roșie și verde. Dar, rezultatele studiului, coordonat de Robert J. Johnston Jr., indică un mecanism diferit: acele celule nu se deplasează neapărat în altă parte, ci pot trece printr-un proces de transformare.

Conurile, acele celulele fotosensibile responsabile de vederea diurnă și de percepția culorilor, sunt de trei tipuri principale, fiecare fiind specializat să reacționeze la lungimi de undă diferite: conurile S, sensibile în principal la lumina albastră; conurile M, care reacționează în special la culoarea verde; și conurile L, cele mai sensibile la culoarea roșie. Combinarea semnalelor provenite de la aceste celule îi permite creierului să construiască un spectru larg de culori – același principiu care face posibilă redarea unei game vaste de culori pe ecranele televizoarelor de tip RGB (roșu, verde și albastru).

Distribuția acestor fotoreceptori nu este uniformă. Deși toate cele trei tipuri coexistă pe cea mai mare parte a retinei, conurile M și L predomină în foveola, o zonă mică situată în centrul foveei. Această compoziție este esențială pentru vederea centrală de înaltă rezoluție. Întrebarea la care oamenii de știință au căutat un răspuns a fost modul în care se stabilește această configurație în timpul dezvoltării umane.

Echipa a utilizat organoizi retinieni, mici structuri tisulare cultivate în laborator, care reproduc anumite caracteristici ale retinei umane. Urmărind dezvoltarea acestora, oamenii de știință au observat că, între săptămânile 10 și 12, în regiunea care avea să formeze ulterior foveola au apărut niște conuri de tip S. Totuși, până în săptămâna 14, aceste celule au fost înlocuite de o populație dominată de conuri de tip M și L.

Secretul a constat în două procese care acționează în mod coordonat. Primul proces depinde de acidul retinoic, o moleculă derivată din vitamina A, care joacă un rol în numeroase procese de dezvoltare embrionară. Cercetătorii au observat că enzima CYP26A1 contribuie la degradarea acestei molecule în regiunea centrală a retinei. Pe măsură ce prezența acestui semnal scade, formarea de noi conuri sensibile la culoarea albastră este limitată, favorizând astfel configurația caracteristică foveolei.

Importanța studiului realizat la Universitatea Johns Hopkins

Al doilea mecanism implică hormonii tiroidieni. Semnalizarea susținută prin intermediul acestor hormoni, menținută parțial de enzima DIO2, favorizează expresia opsinelor caracteristice conurilor de tip M și L. Cea mai remarcabilă descoperire este faptul că acest proces poate determina, de asemenea, celulele care exprimau deja opsina specifică conurilor pentru albastru să adopte caracteristicile receptorilor pentru verde și roșu. Altfel spus, identitatea acestor celule nu este fixată ireversibil de la bun început, ci se mai poate modifica într-o anumită etapă a dezvoltării.

„Mai întâi, acidul retinoic contribuie la stabilirea tiparului. Apoi, hormonul tiroidian joacă un rol în transformarea celulelor rămase”, explică Johnston. „Această succesiune oferă o mai bună înțelegere a motivului pentru care foveola ajunge să aibă o compoziție diferită de cea a restului retinei.”

Importanța acestui studiu depășește simpla soluționare a unei chestiuni din biologia dezvoltării. Foveola este deosebit de vulnerabilă în afecțiuni precum degenerescența maculară, care afectează vederea centrală și poate îngreuna activitățile cotidiene, precum cititul sau recunoașterea fețelor. Iar dacă oamenii de știință vor reuși să reproducă cu precizie semnalele care determină identitatea fiecărui fotoreceptor, ei ar putea îmbunătăți organoidele retiniene și ar putea genera populații celulare care seamănă mai mult cu cele prezente într-o retină umană funcțională.