Un estudio encuentra que la pérdida de la proteína de la «juventud» puede provocar el envejecimiento en los ojos

La pérdida de la proteína factor derivado del epitelio pigmentario (PEDF), que protege las células de soporte de la retina, puede provocar cambios en la retina relacionados con la edad, según un nuevo estudio en ratones del Instituto Nacional del Ojo (NEI). La retina es el tejido sensible a la luz en la parte posterior del ojo, y las enfermedades de la retina asociadas con el envejecimiento, como la degeneración macular relacionada con la edad (AMD), pueden provocar ceguera. Este nuevo hallazgo podría conducir a terapias para prevenir la AMD y otras condiciones de envejecimiento de la retina. El estudio fue publicado en el Revista Internacional de Ciencias Moleculares.

«La gente ha llamado al PEDF la proteína ‘juvenil’, porque es abundante en las retinas jóvenes, pero disminuye con el envejecimiento», dijo Patricia Becerra, Ph.D., jefa de la Sección de Estructura y Función de Proteínas del NEI y autora principal del estudio. . «Este estudio mostró por primera vez que la simple eliminación de PEDF conduce a una serie de cambios genéticos que imitan el envejecimiento en la retina».

La retina está compuesta por capas de células que funcionan juntas para detectar y procesar señales de luz, que el cerebro usa para generar visión. Los fotorreceptores sensibles a la luz de la retina se asientan sobre el epitelio pigmentario de la retina (EPR), una capa de células de soporte. El RPE nutre los fotorreceptores y recicla piezas de las células fotorreceptoras llamadas «segmentos externos», que se gastan y sus puntas se desprenden cada vez que los fotorreceptores detectan luz.

Si el RPE no puede proporcionar componentes reciclados de las puntas de los segmentos externos más antiguos a los fotorreceptores, estas células pierden su capacidad para crear nuevos segmentos y, finalmente, se vuelven incapaces de detectar la luz. Y sin los nutrientes suministrados por el RPE, los fotorreceptores mueren. En personas con AMD o ciertos tipos de distrofias retinianas, la senescencia (envejecimiento) o muerte de las células RPE en la retina conduce a la pérdida de la visión.

El trabajo anterior del laboratorio de Becerra y otros ha demostrado que el PEDF protege las células de la retina, previniendo tanto el daño a las células como el crecimiento anormal de los vasos sanguíneos en la retina. Las células RPE producen y secretan la proteína PEDF. Luego, la proteína se une a su receptor, PEDF-R, que también se expresa en las células del RPE. La unión del PEDF estimula al PEDF-R para que descomponga las moléculas de lípidos, componentes clave de las membranas celulares que encierran los segmentos externos de los fotorreceptores y otros compartimentos celulares. Este paso de descomposición es una parte clave del proceso de reciclaje del segmento exterior. Y aunque los investigadores sabían que los niveles de PEDF caían en la retina durante el proceso de envejecimiento, no estaba claro si esta pérdida de PEDF estaba causando, o simplemente se correlacionaba con, cambios en la retina relacionados con la edad.

Para examinar el papel del PEDF en la retina, Becerra y sus colegas estudiaron un modelo de ratón que carece del gen PEDF (Serpin1). Los investigadores examinaron la estructura celular de la retina en el modelo de ratón y encontraron que los núcleos de las células del RPE estaban agrandados, lo que puede indicar cambios en la forma en que se empaqueta el ADN de las células. Las células RPE también habían activado cuatro genes asociados con el envejecimiento y la senescencia celular, y los niveles del receptor PEDF estaban significativamente por debajo de lo normal. Finalmente, los lípidos no procesados ​​y otros componentes del segmento externo de los fotorreceptores se habían acumulado en la capa RPE de la retina. En la retina envejecida se encuentran cambios similares en la expresión génica y defectos en el metabolismo del RPE.

«Una de las cosas más sorprendentes fue esta reducción en el receptor de PEDF en la superficie de las células RPE en el ratón que carecía de la proteína PEDF», dijo el autor principal del estudio, Ivan Rebustini, Ph.D., científico del laboratorio de Becerra. . «Parece que hay algún tipo de circuito de retroalimentación que involucra a PEDF que mantiene los niveles de PEDF-R y el metabolismo de los lípidos en el RPE».

Si bien a primera vista, las retinas de estos ratones PEDF negativos parecen normales, estos nuevos hallazgos sugieren que PEDF está desempeñando un papel protector que ayuda a la retina a resistir el trauma y el desgaste relacionado con el envejecimiento.

«Siempre nos preguntamos si la pérdida de PEDF fue impulsada por el envejecimiento o si estaba impulsando el envejecimiento», dijo Becerra. «Este estudio, especialmente con el vínculo claro con la alteración del metabolismo de los lípidos y la expresión génica, indica que la pérdida de PEDF es un impulsor de los cambios relacionados con el envejecimiento en la retina».