Cercetătorii au identificat un mecanism molecular crucial care determină modul în care ochiul uman dezvoltă capacitatea de a vedea detalii fine. Studiul, realizat la Universitatea Johns Hopkins și publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), relevă rolul esențial pe care îl joacă vitamina A și hormonii tiroidieni în formarea foveei. Această regiune centrală a retinei este responsabilă pentru precizia vizuală, precum cititul sau recunoașterea fețelor.
Rezultatele cercetării coordonate de Robert J. Johnston Jr. contrazic modelele biologice care au dominat domeniul timp de decenii. Anterior, se credea că celulele sensibile la lumina albastră migrează pur și simplu din zona centrală pentru a face loc altor receptori. Însă noile date indică faptul că anumite celule își schimbă identitatea prin transformare, devenind receptori pentru lumina roșie și verde în timpul dezvoltării embrionare, în loc să se deplaseze.
Procesul de transformare celulară implică o succesiune de evenimente chimice foarte precise. În prima etapă, acidul retinoic, o moleculă derivată din vitamina A, contribuie la stabilirea tiparului de bază în retină. Enzima CYP26A1 intervine prin degradarea acestei molecule în regiunea centrală, limitând astfel formarea de noi conuri sensibile la lumina albastră. Acest mecanism permite configurarea specifică a foveolei, zona necesară pentru vederea de înaltă rezoluție.
În a doua etapă, hormonii tiroidieni finalizează procesul de specializare a celulelor. Semnalizarea prin intermediul acestor hormoni, susținută parțial de enzima DIO2, favorizează expresia opsinelor specifice conurilor de tip M și L. Această acțiune permite celulelor care exprimau deja receptori pentru albastru să adopte caracteristicile necesare pentru percepția culorilor verde și roșu. Astfel, identitatea fotoreceptorilor nu este fixată ireversibil de la începutul dezvoltării.
Echipa de cercetare a observat aceste schimbări utilizând organoide retinieni, structuri tisulare cultivate în laborator care reproduc caracteristicile retinei umane. Urmărind dezvoltarea acestora, s-a constatat că între săptămânile 10 și 12 apar conuri de tip S, sensibile la lumina albastră. Până în săptămâna 14, aceste celule sunt înlocuite de o populație dominată de conuri M și L, care sunt esențiale pentru spectrul de culori.
Înțelegerea acestui proces biologic este vitală pentru viitorul tratamentelor medicale. Foveola este o zonă extrem de vulnerabilă în cazul afecțiunilor precum degenerescența maculară, care compromite vederea centrală. Dacă oamenii de știință vor reuși să reproducă semnalele care determină identitatea fiecărui fotoreceptor, ei vor putea îmbunătăți organoidele retiniene și vor putea genera populații celulare care să semene cu o retină umană funcțională.