Descubren por qué vemos colores que los perros no ven

Los perros no ven en blanco y negro, sino que ven colores. Eso sí, al igual que los colibrís ven colores que los humanos no podemos ni imaginar, los canes no pueden distinguir todos los que vemos nosotros.

Y es que mientras que los humanos tenemos tres tipos de conos (las aves, cuatro) que nos permiten discriminar el espectro de luz roja, verde y azul, y ver los colores del arcoíris, los perros solo tienen dos tipos de conos.

Hasta ahí nada nuevo. Pero es que ahora, mediante retinas humanas cultivadas en una placa de Petri, un equipo de investigadores de la Universidad Johns Hopkins ha descubierto cómo una rama de la vitamina A genera células especializadas que permiten a las personas ver millones de colores, una capacidad que los perros, gatos y otros mamíferos no poseen.

"Estos organoides de la retina nos permitieron por primera vez estudiar este rasgo muy específico de los humanos", afirma en un comunicado el autor del estudio Robert Johnston, profesor asociado de Biología. "Es una gran pregunta sobre qué nos hace humanos, qué nos hace diferentes".

Los hallazgos, publicados en la prestigiosa revista "PLOS Biology", aumentan la comprensión del daltonismo, la pérdida de visión relacionada con la edad y otras enfermedades relacionadas con las células fotorreceptoras.

También demuestran cómo los genes instruyen a la retina humana a producir células específicas que detectan el color, un proceso que los científicos pensaban que estaba controlado por las hormonas tiroideas.

Al modificar las propiedades celulares de los organoides, el equipo de investigación descubrió que una molécula llamada ácido retinoico determina si un cono se especializará en detectar la luz roja o la verde. Solo los humanos con visión normal y los primates estrechamente relacionados desarrollan el sensor rojo.

Durante décadas, los científicos pensaron que los conos rojos se formaban porque las células se comprometían al azar a detectar longitudes de onda verdes o rojas, y la investigación del equipo de Johnston insinuó recientemente que el proceso podría controlarse mediante los niveles de hormona tiroidea.

En cambio, la nueva investigación sugiere que los conos rojos se materializan a través de una secuencia específica de eventos orquestados por el ácido retinoico dentro del ojo.

El equipo descubrió que los niveles altos de ácido retinoico en el desarrollo temprano de los organoides se correlacionaban con proporciones más altas de conos verdes.

A su vez, los niveles bajos de ácido cambiaron las instrucciones genéticas de la retina y generaron conos rojos más adelante en el desarrollo.

"Todavía puede haber algo de aleatoriedad en esto, pero nuestro gran hallazgo es que el ácido retinoico se produce en una etapa temprana del desarrollo", dijo Johnston. "Este momento es realmente importante para aprender y comprender cómo se forman estos conos".

Las células de los conos verdes y rojos son notablemente similares excepto por una proteína llamada opsina, que detecta la luz y le dice al cerebro qué colores ve la gente. Diferentes opsinas determinan si un cono se convertirá en un sensor verde o rojo, aunque los genes de cada sensor siguen siendo idénticos en un 96%.

Con una técnica innovadora que detectó esas sutiles diferencias genéticas en los organoides, el equipo rastreó los cambios en la proporción de conos durante 200 días.

"Debido a que podemos controlar en los organoides la población de conos verdes y rojos, podemos hacer que el grupo sea más verde o más rojo", dijo la autora Sarah Hadyniak, quien realizó la investigación como estudiante de doctorado en el laboratorio de Johnston y ahora es en la Universidad de Duke.

"Eso tiene implicaciones para descubrir exactamente cómo actúa el ácido retinoico sobre los genes", añade.

Los investigadores también mapearon las proporciones muy variables de estas células en las retinas de 700 adultos. Ver cómo cambiaban las proporciones de los conos verdes y rojos en los humanos fue uno de los hallazgos más sorprendentes de la nueva investigación, dijo Hadyniak.

Los científicos aún no comprenden completamente cómo la proporción de conos verdes y rojos puede variar tanto sin afectar la visión de una persona. Si estos tipos de células determinaran la longitud de un brazo humano, las diferentes proporciones producirían longitudes de brazos "sorprendentemente diferentes", puso como ejemplo Johnston.

Para comprender mejor enfermedades como la degeneración macular, que causa la pérdida de células sensibles a la luz cerca del centro de la retina, los investigadores están trabajando con otros laboratorios de Johns Hopkins. El objetivo es profundizar su comprensión de cómo los conos y otras células se vinculan con el sistema nervioso.

"La esperanza futura es ayudar a las personas con estos problemas de visión", dijo Johnston. "Transcurrirá un poco de tiempo antes de que eso suceda, pero el simple hecho de saber que podemos producir estos diferentes tipos de células es muy, muy prometedor".