ASCOLTA I NOSTRI PODCAST SU SPOTIFY
Uno sforzo multi-istituzionale guidato da ricercatori dell’Università della Pennsylvania sta sviluppando una tecnica efficace per rigenerare le cellule dei fotorecettori e ripristinare la vista nelle persone con deficit visivo.
Nelle persone con disturbi della retina che impediscono la visione, si potrebbero introdurre nella retina cellule fotorecettrici sane derivate da cellule staminali per ripristinare la vista.
È una strategia allettante e diretta per curare la cecità, ma l’approccio ha una serie di ostacoli scientifici, tra cui le cellule introdotte che muoiono rapidamente o non riescono a integrarsi con la retina.
Un nuovo studio, pubblicato su Stem Cell Reports, supera questi problemi e segna progressi significativi verso una terapia basata sulle cellule staminali. Il lavoro, guidato da un team della University of Pennsylvania School of Veterinary Medicine, in collaborazione con ricercatori dell’Università del Wisconsin-Madison, del Children’s Hospital di Philadelphia e del National Eye Institute (NEI) del National Institutes of Health, ha introdotto precursori di cellule fotorecettrici umane nelle retine dei cani.
Un cocktail di farmaci immunosoppressori ha permesso alle cellule di sopravvivere nelle retine dei riceventi per mesi, dove hanno iniziato a formare connessioni con le cellule retiniche esistenti.
”In questo studio, volevamo sapere se potevamo, uno, migliorare la consegna chirurgica di queste cellule allo spazio subretinico; due, vedere le cellule in vivo; tre, migliorare la loro sopravvivenza; e quattro, vederli migrare verso lo strato della retina dove dovrebbero essere e iniziare a integrarsi “, afferma William Beltran, professore di oftalmologia presso Penn Vet e autore senior dello studio. “La risposta a tutte queste domande è stata sì.”
Beltran e Gustavo Aguirre della Penn Vet sono da tempo interessati ad affrontare i disturbi della cecità retinica e hanno avuto grandi successi fino ad oggi nella produzione di terapie geniche correttive per condizioni con geni causali noti.
Ma per molti casi di degenerazione retinica ereditaria, un gene non è stato identificato. In altri pazienti, la malattia è progredita così tanto che nessuna cellula fotorecettore rimane abbastanza intatta per la terapia genica.
In entrambi gli scenari, un approccio di medicina rigenerativa, in cui i fotorecettori potrebbero essere ricresciuti a titolo definitivo, sarebbe estremamente prezioso.
Per sviluppare una terapia cellulare, il team di Beltran si è unito a gruppi guidati da John Wolfe di CHOP e Penn Vet; David Gamm presso l’Università del Wisconsin-Madison; e Kapil Bharti al NEI, in un consorzio supportato dalla AUDACIous Goals Initiative for Regenerative Medicine del NEI.
La partnership ha combinato l’esperienza del team di Beltran nei modelli canini di degenerazione retinica e la vasta esperienza negli approcci di terapia cellulare dei laboratori Wolfe, Gamm e Bharti.
Le cellule fotorecettrici, che sono costituite da bastoncelli e coni, costituiscono uno strato della retina esterna fondamentale per avviare il processo di visione, per cui l’energia della luce si trasforma in un segnale elettrico. Per funzionare correttamente, devono formare una connessione, o sinapsi, con le cellule della retina interna per passare lungo le informazioni visive.
Pertanto, l’obiettivo di questa terapia cellulare è quello di ricreare questo strato e consentirgli di integrarsi con gli altri tipi di cellule della retina al fine di trasmettere segnali da uno strato all’altro.
Nel lavoro attuale, il team ha utilizzato precursori derivati da cellule staminali di cellule fotorecettrici umane sviluppate nel laboratorio Gamm per servire come base della terapia cellulare. In collaborazione con il laboratorio Bharti, hanno sviluppato un nuovo approccio chirurgico per iniettare le cellule, che sono state etichettate con marcatori fluorescenti, nelle retine di sette cani con visione normale e tre con una forma di degenerazione retinica ereditaria, quindi hanno utilizzato una varietà di tecniche di imaging non invasive per tracciare le cellule nel tempo.
”L’uso di un modello animale di grandi dimensioni che subisce una forma naturale di degenerazione retinica e ha un occhio a misura d’uomo è stato determinante per ottimizzare una procedura chirurgica sicura ed efficiente per fornire dosi di cellule che potrebbero essere utilizzate nei pazienti”, afferma Gamm.
I ricercatori hanno osservato che l’assorbimento cellulare era significativamente migliore negli animali con degenerazione retinica rispetto a quelli con retine normali.
”Quello che abbiamo dimostrato è che, se si iniettano le cellule in una retina normale che ha le proprie cellule fotorecettrici, la retina è praticamente intatta e funge da barriera fisica, quindi le cellule introdotte non si connettono con i neuroni di secondo ordine nella retina, le cellule bipolari”, dice Beltran.
“Ma in tre cani che erano in una fase avanzata di degenerazione retinica, la barriera retinica era più permeabile. In quell’ambiente, le cellule avevano una migliore capacità di iniziare a muoversi nello strato corretto della retina”.
Poiché le cellule umane trapiantate potevano essere interpretate dal sistema immunitario dei cani come entità estranee, i ricercatori hanno fatto ciò che sarebbe stato fatto in altre procedure di trapianto di tessuto: hanno dato ai cani farmaci immunosoppressori. Il trio di farmaci era stato testato in precedenza da Oliver Garden, un immunologo veterinario con Penn Vet al momento dello studio, che ora è preside della Louisiana State University School of Veterinary Medicine.
Infatti, mentre le popolazioni cellulari iniettate sono diminuite sostanzialmente nei cani che non hanno ricevuto i farmaci immunosoppressori, il numero di cellule è diminuito ma poi aumentato nei cani che hanno ricevuto il cocktail.
Un’ulteriore caratterizzazione delle cellule introdotte ha rivelato prove di potenziali sinapsi. “Abbiamo visto che sì, alcuni sembrano ‘stringere la mano’ a quei neuroni di secondo ordine”, dice Beltran. “Sembrava che ci fosse un contatto.”
La fase successiva per questo progetto sarà quella di continuare a ottimizzare la terapia, e quindi testare se c’è una risposta funzionale – in altre parole, una visione migliorata – nei suoi destinatari.
Immagine: Beltran lab/Stem Cell Reports
