Fenotipado de modelos animales de degeneración retiniana y su aplicabilidad a la investigación oftalmológica

Abstract

Introducción: La creación y caracterización de nuevos modelos de experimentación animal es una necesidad acuciante hoy en día. Dichos modelos, pueden ser válidos como herramienta para el estudio de las enfermedades que afectan al ser humano, así como para la evaluación de nuevos agentes terapéuticos. En el ámbito de las ciencias de la visión, los modelos de degeneración retiniana son uno de los pilares básicos de la investigación, permitiendo el estudio de los mecanismos fisiopatológicos de diversas enfermedades que afectan al sistema visual. Hipótesis y objetivos: ¿Es posible la creación de modelos animales con distinto grado de ceguera, espejo de enfermedades oculares que afectan al ser humano? Bien sea a través de modificaciones genéticas o bien induciendo lesiones que puedan evolucionar en una degeneración, en este trabajo, se caracterizarán nuevos modelos animales, comprobando su uso potencial como herramientas de investigación de patologías que cursan con neurodegeneración de las células de la retina. Así mismo, se procederá al estudio de nuevas moléculas con capacidades terapéuticas mediante el uso de estos modelos animales. Materiales y métodos: Mediante el retrocruzamiento de animales de experimentación, mutantes o manipulados genéticamente, se ha generado un modelo animal completamente ciego (Opn4-/- x Rd10). Mediante la inyección intraocular de diversos agentes excitotóxicos (NMDA/KA) o con potente efecto oxidativo (yodato sódico), se ha inducido una lesión degenerativa en la retina que va desde una afectación sutil, hasta una ceguera total. Se ha procedido a la caracterización funcional de dichos modelos animales, valiéndonos del uso de diferentes técnicas conductuales, electrofisiológicas y estructurales. Una vez caracterizados, algunos de dichos modelos han sido utilizados para el estudio de moléculas con efecto farmacológico. Resultados: Mediante el uso de diversas técnicas conductuales se pudo demostrar la afectación de diversas funciones visuales en los diversos modelos animales. Su capacidad para detectar espacios iluminados, la agudeza visual o incluso el reflejo pupilar evidenciaron el grado de disfunción debidas al curso de las diferentes lesiones neurodegenerativas. Las pruebas electrofisiológicas corroboraron los resultados obtenidos por las pruebas conductuales. Generalmente se observaron disminuciones en las diversas ondas del Electrorretinograma de flash, así como disfunción en la capa de células ganglionares mediante el Electrorretinograma de pattern o incluso a nivel de corteza visual primaria, mediante el registro de potenciales evocados visuales. El marcaje inmunohistoquímico permitió mostrar daños celulares en las capas externas de la retina en el modelo mutante (Opn4-/- x Rd10) y tras la administración del agente de estrés oxidativo (yodato sódico), mientras que los daños del modelo inducido por inoculación de agentes excitotóxicos (NMDA/KA), mostro graves daños en las capas internas de la retina. Finalmente, dos nuevas moléculas con capacidades farmacológicas fueron estudiadas usando de base los modelos de degeneración de la retina externa Opn4-/- x Rd10 y yodato sódico), comprobando mediante varias pruebas conductuales y electrofisiológicas, su efecto funcional sobre estos animales. Conclusiones: Los resultados obtenidos combinando toda la batería de pruebas realizada a cada modelo, tanto de naturaleza genética como de lesión inducida, validan los modelos animales descritos como herramientas prometedoras para el estudio de futuros agentes terapéuticos en enfermedades degenerativas de la retina.