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De la verdulería al laboratorio: usan espinaca para generar energía en células y combatir el ojo seco
Un estudio experimental logró trasladar a células del ojo mecanismos de la fotosíntesis para generar energía con luz y reducir la inflamación asociada al síndrome de ojo seco
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LA NACION
En una verdulería, un atado de espinaca parece destinado a lo de siempre: ensaladas, tartas, relleno de pastas o algún jugo detox de moda. Pero un grupo de científicos logró otra cosa con esas hojas: tomar la maquinaria que transforma la luz en energía y usarla dentro de células del ojo. El resultado, todavía experimental, podría convertirse en una nueva forma de tratar la inflamación ocular, como el síndrome de ojo seco, sin fármacos tradicionales.
El trabajo, publicado en la revista Cell y liderado por investigadores de la Universidad Nacional de Singapur, propone un enfoque inusual en medicina: incorporar en células animales una maquinaria biológica propia de las plantas. En lugar de administrar un fármaco convencional, el equipo desarrolló nanopartículas a partir de estructuras de la espinaca capaces de usar la luz para generar energía dentro de las células. Ese cruce entre mundos, trasladar funciones biológicas del reino vegetal al animal, es lo que convierte al experimento en un paso disruptivo dentro de la investigación biomédica.
Esas partículas, bautizadas LEAF, se obtienen a partir de estructuras microscópicas de la espinaca responsables de la fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas transforman la luz en energía. Los investigadores las aislaron y las adaptaron para que pudieran ingresar en células del ojo mediante gotas oftálmicas. Una vez allí, y con la luz ambiente como fuente, comienzan a producir compuestos energéticos que actúan sobre el equilibrio interno de las células y ayudan a reducir el estrés oxidativo vinculado a la inflamación.
El punto de partida del estudio es una patología frecuente y, en muchos casos, persistente: el síndrome de ojo seco. Se trata de una alteración de la superficie ocular en la que intervienen múltiples factores, pero que tiene un componente común: la inflamación sostenida y el daño provocado por moléculas reactivas que deterioran las células.
Las terapias disponibles hoy apuntan a compensar ese proceso. Algunas buscan lubricar el ojo mediante lágrimas artificiales. Otras, como ciertos antiinflamatorios, reducen la respuesta inmunológica. Pero en la mayoría de los casos se trata de tratamientos sintomáticos o que actúan de forma indirecta sobre el problema.
El enfoque que propone este trabajo es distinto. En lugar de bloquear la inflamación o reemplazar la lágrima, intenta intervenir sobre el estado interno de las células. Para eso utiliza la misma estrategia que las plantas, aunque adaptada: captar energía de la luz.
Las partículas LEAF contienen fragmentos funcionales de los cloroplastos, donde ocurre la fotosíntesis. Dentro de esas estructuras se encuentran los sistemas que permiten captar la luz y transformarla en energía química. En el experimento, los investigadores aislaron esas partes, eliminaron otros componentes que no eran necesarios y las encapsularon en un formato de tamaño nanométrico, lo suficientemente pequeño para ingresar en células animales.
Una vez dentro del ojo, esas partículas utilizan la luz ambiente, la misma que interviene en la visión, para activar un proceso fotoquímico. Como resultado, generan moléculas energéticas que las células emplean para restaurar su equilibrio interno. Entre esas moléculas se encuentra el NADPH, un compuesto clave en los mecanismos antioxidantes.
Ese detalle es central para entender el efecto observado. El daño en el ojo seco está asociado, en gran medida, con un exceso de especies reactivas de oxígeno, que generan estrés oxidativo. El NADPH forma parte de los sistemas que neutralizan esas moléculas. Al incrementar su disponibilidad, las células recuperan capacidad de respuesta frente al daño.
“Estamos tomando la tecnología que evolucionó durante millones de años en las plantas y la estamos trasladando a células animales”, explicó el investigador David Tai Leong, uno de los autores del trabajo, a la revista Nature. En el mismo sentido, el estudio describe a estas partículas como una especie de “neo‑orgánulo” temporal, capaz de funcionar dentro de la célula sin integrarse de manera permanente a su estructura.
Las primeras pruebas se realizaron en laboratorio, con células cultivadas. Allí se observó que las partículas eran incorporadas con rapidez y que, al exponerlas a la luz, aumentaban los niveles de moléculas energéticas. Ese incremento se tradujo en una disminución de los marcadores de inflamación y en una reducción del daño oxidativo.
El paso siguiente fue probar el sistema en modelos animales de ojo seco. En esos ensayos, la aplicación de gotas con partículas LEAF mostró efectos medibles en distintos indicadores de la enfermedad. Se registraron mejoras en la superficie corneal, una reducción de la inflamación y una recuperación parcial de las estructuras afectadas.
Los resultados dependían de una condición fundamental: la presencia de luz. Cuando los ojos tratados se mantenían sin exposición lumínica, el efecto era mínimo o inexistente. En cambio, bajo luz ambiental, el sistema se activaba y generaba las respuestas observadas.
Además de los estudios en animales, el equipo analizó muestras de lágrimas humanas en condiciones controladas fuera del organismo. En esos experimentos, al agregar las partículas y exponerlas a la luz, se produjo un aumento de compuestos antioxidantes y una disminución de especies reactivas, coherente con los mecanismos propuestos.
Bajo costo, otro factor clave
Otro aspecto destacado del trabajo es su potencial escala de producción. Los autores estimaron que una pequeña cantidad de hojas de espinaca puede generar suficiente material para múltiples tratamientos. Ese cálculo, basado en procedimientos de laboratorio, sugiere que el sistema podría ser relativamente accesible si se valida en etapas posteriores.
Sin embargo, el propio estudio señala límites importantes. Las partículas no permanecen indefinidamente dentro de las células y su actividad se extiende durante un período acotado, de varias horas. Tampoco replican la fotosíntesis completa de las plantas, sino solamente la fase que genera energía, sin producir azúcares.
Además, los resultados disponibles corresponden a modelos experimentales. El desarrollo aún no pasó por ensayos clínicos en personas, por lo que no hay datos sobre eficacia ni seguridad en condiciones reales de uso. Los investigadores trabajan en esa dirección, con el objetivo de avanzar hacia pruebas en humanos en los próximos meses.
La posibilidad de aplicar el sistema en forma de gotas es uno de los factores que más interés despierta. A diferencia de otras terapias complejas, el formato no requiere dispositivos invasivos ni procedimientos sofisticados. Esa característica, sumada al uso de la luz como fuente de energía, plantea un escenario distinto dentro de las estrategias terapéuticas.
En paralelo, el equipo analiza si este enfoque podría extenderse a otros tejidos o enfermedades en las que el estrés oxidativo desempeña un papel relevante, como la degeneración macular, el párkinson o la artritis reumatoidea. La idea de incorporar mecanismos funcionales de origen vegetal en células animales abre una línea de investigación que se extiende más allá del tratamiento del ojo seco.
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