Gerando Retina Neural a partir de Células-Tronco Pluripotentes Humanas

O olho serve como fonte primária de informação entre os órgãos sensoriais humanos, sendo a retina o principal tecido sensorial visual dos olhos de^mamíferos1. A retinopatia destaca-se como uma das principais causas globais de doenças oculares, levando à^cegueira2. Aproximadamente 2,85 milhões de pessoas no mundo sofrem de graus variados de comprometimento da visão devido à retinopatia³. Consequentemente, a investigação de sua patogênese é crucial para o diagnóstico precoce e tratamento oportuno. A maioria dos estudos sobre retinopatia humana tem se concentrado principalmente em modelos animais ^4,5,6. No entanto, a retina humana é um tecido complexo e multicamadas, composto por vários tipos celulares. Os sistemas tradicionais de cultura de células bidimensionais (2D) e modelos animais tipicamente falham em recapitular fielmente o desenvolvimento espaço-temporal normal e o metabolismo de drogas da retina humana nativa ^7,8.

Recentemente, técnicas de cultura 3D evoluíram para gerar órgãos semelhantes a tecidos a partir de células-tronco pluripotentes (CTPs)^9,10. Os organoides (ROs) da retina gerados a partir de LSPs humanas em um sistema de cultura em suspensão 3D não apenas contêm sete tipos de células retinianas, mas também exibem uma estrutura estratificada distinta, semelhante à retina humana in vivo11,12,13. As ERs derivadas de LSP humanas têm ganhado popularidade e ampla disponibilidade e são atualmente os melhores modelos in vitro para o estudo do desenvolvimento e da doença da retina humana^14,15. Ao longo das últimas décadas, numerosos pesquisadores demonstraram que as PSCs humanas, incluindo células-tronco embrionárias (CTEs) e células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs), podem se diferenciar em ROs usando vários protocolos de indução. Esses avanços têm enorme potencial na retinopatia para modelagem de doenças, rastreamento de drogas e terapias baseadas em células-tronco 16,17,18.

No entanto, a geração de retina neural (NR) a partir de células-tronco pluripotentes humanas (PSCs) é um processo complexo, complicado e demorado. Além disso, variações lote a lote nos organoides teciduais podem levar a menor reprodutibilidade dos resultados^19,20. Inúmeros fatores intrínsecos e extrínsecos podem influenciar o rendimento dos organoides (ROs) da retina, como o número ou espécie de células iniciadoras e o uso de fatores de transcrição e compostos de moléculas pequenas 21,22,23. Desde que a primeira OR humana foi gerada pelo laboratório Sasai¹¹, múltiplas modificações foram propostas ao longo dos anos para aumentar a facilidade e a eficácia do processo de indução 13,21,24,25. Infelizmente, até o momento, nenhum protocolo padrão-ouro foi estabelecido para a geração de ROs em todos os laboratórios. De fato, há certo grau de discrepância nas ER decorrentes dos diferentes métodos de indução, bem como grande variação na expressão dos marcadores retinianos e na robustez de sua estrutura^22,26. Essas questões podem complicar gravemente a coleta de amostras e a interpretação dos achados do estudo. Portanto, um protocolo de diferenciação mais consolidado e robusto é necessário para maximizar a eficiência com o mínimo de heterogeneidade da geração de OR.

Este estudo descreve um protocolo de indução otimizado baseado na combinação de Kuwahara et ^al.12 e Döpper et ^al.27 com instruções detalhadas. O novo método reduz significativamente a probabilidade de vesiculação e fusão organoide, aumentando a taxa de sucesso na geração de NR. Esse desenvolvimento é uma grande promessa para modelagem de doenças, triagem de drogas e aplicações de terapia celular para distúrbios da retina.