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I ricercatori hanno utilizzato molecole di collagene derivate dalla pelle di maiale che sono state altamente purificate e prodotte in condizioni rigorose per uso umano.
Ricercatori e imprenditori hanno sviluppato un impianto a base di proteine di collagene dalla pelle di maiale, che assomiglia alla cornea umana. In uno studio pilota, l’impianto ha ripristinato la vista a 20 persone con cornee malate, la maggior parte delle quali erano cieche prima di ricevere l’impianto.
Lo studio, condotto congiuntamente dai ricercatori dell’Università di Linköping (LiU) e linkoCare Life Sciences AB, è stato pubblicato su Nature Biotechnology.
I risultati promettenti portano speranza a coloro che soffrono di cecità corneale e ipovisione fornendo un impianto bioingegnerizzato come alternativa al trapianto di cornee umane donate, che sono scarse nei paesi in cui il loro bisogno è maggiore.
”I risultati mostrano che è possibile sviluppare un biomateriale che soddisfi tutti i criteri per essere utilizzato come impianti umani, che può essere prodotto in serie e conservato fino a due anni e quindi raggiungere ancora più persone con problemi di vista. Questo ci porta ad aggirare il problema della carenza di tessuto corneale donato e l’accesso ad altri trattamenti per le malattie degli occhi “, afferma Neil Lagali, professore presso il Dipartimento di Scienze Biomediche e Cliniche di LiU, uno dei ricercatori.
Si stima che 12,7 milioni di persone in tutto il mondo siano cieche a causa delle loro cornee, che è lo strato trasparente più esterno dell’occhio, danneggiate o malate.
Il loro unico modo per riacquistare la vista è ricevere una cornea trapiantata da un donatore umano. Ma solo un paziente su 70 riceve un trapianto di cornea.
Inoltre, la maggior parte di coloro che hanno bisogno di trapianti di cornea vivono in paesi a basso e medio reddito in cui l’accesso ai trattamenti è molto limitato.
”La sicurezza e l’efficacia degli impianti bioingegnerizzati sono stati il fulcro del nostro lavoro”, afferma Mehrdad Rafat, il ricercatore e imprenditore dietro la progettazione e lo sviluppo degli impianti. È professore associato aggiunto presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica di LiU e fondatore e CEO della società LinkoCare Life Sciences AB, che produce le cornee bioingegnerizzate utilizzate nello studio.
”Abbiamo fatto sforzi significativi per garantire che la nostra invenzione sia ampiamente disponibile e accessibile da tutti e non solo dai ricchi. Ecco perché questa tecnologia può essere utilizzata in tutte le parti del mondo”, afferma.
La cornea è costituita principalmente dal collagene proteico. Per creare un’alternativa alla cornea umana, i ricercatori hanno utilizzato molecole di collagene derivate dalla pelle di maiale che sono state altamente purificate e prodotte in condizioni rigorose per uso umano.
La pelle di maiale utilizzata è un sottoprodotto dell’industria alimentare, che la rende di facile accesso ed economicamente vantaggiosa. Nel processo di costruzione dell’impianto, i ricercatori hanno stabilizzato le molecole di collagene sciolte formando un materiale robusto e trasparente in grado di resistere alla manipolazione e all’impianto nell’occhio.
Mentre le cornee donate devono essere utilizzate entro due settimane, le cornee bioingegnerizzate possono essere conservate fino a due anni prima dell’uso.
I ricercatori hanno anche sviluppato un nuovo metodo minimamente invasivo per il trattamento della malattia cheratocono, in cui la cornea diventa così sottile che può portare alla cecità. Oggi, la cornea di un paziente con cheratocono in fase avanzata viene rimossa chirurgicamente e sostituita da una cornea donata, che viene cucita in posizione utilizzando suture chirurgiche. Questo tipo di chirurgia è invasiva e viene eseguita solo negli ospedali universitari più grandi.
”Un metodo meno invasivo potrebbe essere utilizzato in più ospedali, aiutando così più persone. Con il nostro metodo, il chirurgo non ha bisogno di rimuovere il tessuto del paziente. Invece, viene praticata una piccola incisione, attraverso la quale l’impianto viene inserito nella cornea esistente”, afferma Neil Lagali, che ha guidato il gruppo di ricerca che ha sviluppato questo metodo chirurgico.
Non sono necessari punti di sutura con questo nuovo metodo chirurgico. L’incisione nella cornea può essere effettuata con alta precisione grazie ad un laser avanzato, ma anche, quando serve, a mano con semplici strumenti chirurgici. Il metodo è stato testato per la prima volta sui maiali e si è rivelato più semplice e potenzialmente più sicuro di un trapianto di cornea convenzionale.
Il metodo chirurgico e gli impianti sono stati utilizzati dai chirurghi in Iran e india, due paesi in cui molte persone soffrono di cecità corneale e ipovisione, ma dove c’è una significativa mancanza di cornee donate e opzioni di trattamento.
Venti persone che erano cieche o sul punto di perdere la vista a causa del cheratocono avanzato hanno partecipato allo studio clinico pilota e hanno ricevuto l’impianto di biomateriale. Le operazioni sono state prive di complicazioni; il tessuto guarì velocemente; e un trattamento di otto settimane con colliri immunosoppressivi è stato sufficiente per prevenire il rigetto dell’impianto.
Con i trapianti di cornea convenzionali, la medicina deve essere assunta per diversi anni. I pazienti sono stati seguiti per due anni e non sono state notate complicazioni durante quel periodo.
Lo scopo principale dello studio clinico pilota era quello di indagare se l’impianto fosse sicuro da usare. Tuttavia, i ricercatori sono rimasti sorpresi da ciò che è successo con l’impianto. Lo spessore e la curvatura della cornea sono stati riportati alla normalità.
A livello di gruppo, la vista dei partecipanti è migliorata tanto quanto avrebbe fatto dopo un trapianto di cornea con tessuto donato. Prima dell’operazione, 14 dei 20 partecipanti erano ciechi. Dopo due anni, nessuno di loro lo era più. Tre dei partecipanti indiani che erano ciechi prima dello studio avevano una visione perfetta (20/20) dopo l’operazione.
È necessario uno studio clinico più ampio seguito dall’approvazione del mercato da parte delle autorità di regolamentazione prima che l’impianto possa essere utilizzato nell’assistenza sanitaria.
I ricercatori vogliono anche studiare se la tecnologia può essere utilizzata per trattare più malattie degli occhi e se l’impianto può essere adattato all’individuo per un’efficacia ancora maggiore.
Immagine: Thor Balkhed/Linköping University
