I coni affetti da degenerazione retinica potrebbero non essere effettivamente dormienti

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Una nuova ricerca dell’UCLA sui topi suggerisce che i fotorecettori a cono “dormienti” nella retina in deterioramento non dormono affatto, ma continuano a funzionare, producendo risposte alla luce e guidando l’attività della retina per la visione.

Le cellule della retina che producono l’esperienza visiva sono coni e bastoncelli. I bastoncelli sono attivi in ​​condizioni di scarsa illuminazione e i coni in condizioni di luce diurna. Le mutazioni nei bastoncelli che ne provocano la morte causano la maggior parte delle degenerazioni retiniche ereditarie. I coni possono sopravvivere alla morte di quasi tutti i bastoncini, ma si ritraggono dalle parti principali delle cellule e appaiono “dormienti”.

Ma mentre la letteratura precedente indicava che le cellule dormienti non funzionavano e i precedenti tentativi di registrarle non rivelavano alcuna attività guidata dalla luce, il nuovo studio indica per la prima volta che le cellule sono ancora vitali. Inoltre, i segnali finali registrati dalla retina mostrano che l’elaborazione visiva non è compromessa come previsto. Gli autori affermano che le loro scoperte dimostrano che gli interventi terapeutici per proteggere queste cellule, o migliorare la loro sensibilità, hanno il potenziale per preservare una visione quasi normale durante il giorno.

“Mentre la sensibilità dei coni era di circa 100-1.000 volte inferiore al normale, siamo rimasti sorpresi dal fatto che la diminuzione della sensibilità delle cellule gangliari che raggiungono il cervello fosse molto inferiore”, ha detto l’autore senior Alapakkam Sampath. Grace e Walter Lantz Chair in Ophthalmology presso il Jules Stein Eye Institute dell’UCLA e Professore presso la David Geffen School of Medicine dell’UCLA. “Sembra che i meccanismi adattativi nella retina interna possano tentare di ridurre al minimo la differenza di sensibilità per mantenere segnali forti nelle cellule gangliari – questo è coerente con ciò che sappiamo sul cervello. I meccanismi di omeostasi che rispondono a lesioni e malattie di solito coprono la carenza. Questo è il motivo per cui è difficile rilevare problemi neurologici fino a quando la carenza non diventa grave.

IL Lo studio è stato pubblicato Nella rivista peer-reviewed Current Biology.

I ricercatori hanno esaminato le proprietà della membrana dei coni nei topi dopo la dissoluzione dei bastoncelli. Il metodo di registrazione patch clamp è una tecnica di laboratorio per studiare le correnti nelle cellule viventi controllando il potenziale di membrana cellulare o il potenziale di membrana. Queste registrazioni a singola cellula possono identificare le caratteristiche chiave dell’attività della cellula, inclusa la presenza di determinate correnti transmembrana, se la cellula ha risposte alla luce e se comunica con i neuroni nella parte inferiore della retina. Inoltre, i ricercatori hanno utilizzato registrazioni di array multielettrodo che quantificano l’attività di tutte le cellule gangliari della retina, che possono mostrare la capacità di una cellula gangliare di rispondere a stimoli visivi che variano nel tempo nella posizione spaziale.

Queste registrazioni hanno rivelato che i coni residui nella retina, dove i bastoncelli si erano maggiormente deteriorati, erano ancora funzionanti. Sebbene mancassero le specializzazioni anatomiche responsabili della generazione della risposta alla luce – o fototrasduzione – e della connessione sinaptica delle cellule a valle, queste funzioni rimasero meno sensibili del normale. Queste cellule mostrano ancora molte caratteristiche dei coni normali, inclusi potenziali di membrana a riposo simili, normale corrente sinaptica di Ca2+ e risposte fotosintetiche anche se non possiedono più la parte della cellula che tradizionalmente era ritenuta necessaria per la risposta alla luce. Inoltre, le cellule gangliari mantengono la loro capacità di rispondere agli stimoli visivi con una sensibilità spaziale e temporale simile.

Il dottor Stephen Schwartz, primario di oftalmologia presso l’Ahmanson Hospital, ha dichiarato: “Questi importanti risultati possono indicare un percorso futuro per i pazienti con condizioni che si ritiene causino cecità retinica irreversibile, dove i fotorecettori o la vitalità del cono erano precedentemente ritenuti compromessi. Il tessuto è stato danneggiato irreparabilmente». David Geffen di Medicina presso l’Università della California, Professore e Presidente del Dipartimento di Retina presso l’Ulis Stein Eye Institute presso l’Università della California.

Il prossimo passo per i ricercatori è determinare fino a che punto la neuroprotezione, o potenziamento dei coni dormienti, può salvare la vista in varie forme di cecità.

riferimento: Ellis M, Paniagua E, Scalabrino ML, et al. I coni e le vie dei coni rimangono funzionali nella degenerazione retinica avanzata. Nucleo Biol. DOI 2023: 10.1016/j.cub.2023.03.007

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