Malattie degenerative della vista: da staminali una possibile terapia per ripristinarla

 

 

Le cellule oculari retiniche cresciute in laboratorio creano connessioni funzionanti, aprendo la strada agli studi clinici per il trattamento della cecità.

 

 

Le cellule retiniche cresciute da cellule staminali possono raggiungere e connettersi con quelle vicine, secondo un nuovo studio, completando una “stretta di mano” che potrebbe mostrare che le cellule sono pronte per le prove sugli esseri umani con disturbi degenerativi degli occhi.

Oltre un decennio fa, i ricercatori dell’Università del Wisconsin-Madison hanno sviluppato un modo per far crescere gruppi organizzati di cellule, chiamate organoidi, che assomigliano alla retina, il tessuto sensibile alla luce nella parte posteriore dell’occhio.

Hanno “convinto” le cellule della pelle umana riprogrammate per agire come cellule staminali a svilupparsi in strati di diversi tipi di cellule retiniche che percepiscono la luce e alla fine trasmettono ciò che vediamo al cervello.

“Volevamo usare le cellule di quegli organoidi come parti di ricambio per gli stessi tipi di cellule che sono state perse nel corso delle malattie della retina”, afferma David Gamm, professore di oftalmologia UW-Madison e direttore del McPherson Eye Research Institute il cui laboratorio ha sviluppato gli organoidi.

“Ma dopo essere state coltivate in laboratorio per mesi come grappoli compatti, la domanda rimaneva: le cellule si comporteranno in modo appropriato dopo che le abbiamo separate? Perché questa è la chiave per introdurli nell’occhio di un paziente”.

Durante il 2022, i collaboratori di Gamm e UW-Madison hanno pubblicato studi che dimostrano che le cellule retiniche cresciute in laboratorio (fotorecettori), rispondono come quelle di una retina sana a diverse lunghezze d’onda e intensità della luce e che una volta separate dalle cellule adiacenti nel loro organoide, possono raggiungere nuovi vicini con caratteristici cordoni biologici chiamati assoni.

“L’ultimo pezzo del puzzle era vedere se questi cavi avevano la capacità di collegarsi o stringere la mano ad altri tipi di cellule retiniche per comunicare”, afferma Gamm, i cui nuovi risultati sulle connessioni di successo tra le cellule saranno pubblicati questa settimana negli Atti della National Academy of Sciences.

Le cellule della retina e del cervello comunicano attraverso le sinapsi. Per confermare che le cellule retiniche cresciute in laboratorio hanno la capacità di sostituire le cellule malate e trasportare informazioni sensoriali come quelle sane, i ricercatori dovevano dimostrare che potevano produrre sinapsi.

Xinyu Zhao, professore di neuroscienze della UW-Madison e co-autore del nuovo studio, ha lavorato con le cellule del laboratorio Gamm per aiutare a studiare la loro capacità di formare connessioni sinaptiche.

Lo ha fatto usando un virus della rabbia modificato per identificare coppie di cellule che potrebbero formare i mezzi per comunicare tra loro.

Il team di ricerca, tra cui studenti laureati e co-primi autori Allison Ludwig e Steven Mayerl, ha diviso gli organoidi retinici in singole cellule, ha dato loro una settimana per estendere i loro assoni e creare nuove connessioni, li ha esposti al virus e poi ha dato un’occhiata.

Quello che hanno visto erano molte cellule retiniche contrassegnate da un colore fluorescente che indicava che un’infezione da rabbia ne aveva infettata una attraverso una sinapsi formata con successo tra vicini.

“Abbiamo messo insieme questa storia in laboratorio, un pezzo alla volta, per dimostrare che stiamo andando nella giusta direzione”, afferma Gamm, che ha brevettato gli organoidi e co-fondato Opsis Therapeutics con sede a Madison, che sta adattando la tecnologia per trattare i disturbi degli occhi umani sulla base delle scoperte UW-Madison. “Tutto sta portando, in definitiva, a studi clinici sull’uomo, che sono il chiaro passo successivo”.

Dopo aver confermato la presenza di connessioni sinaptiche, i ricercatori hanno analizzato le cellule coinvolte e hanno scoperto che i tipi di cellule retiniche più comuni che formano sinapsi erano fotorecettori – bastoncelli e coni – che si perdono in malattie come la retinite pigmentosa e la degenerazione maculare legata all’età, nonché in alcune lesioni oculari.

L’altro tipo di cellule più comune, le cellule gangliari retiniche, degenera nei disturbi del nervo ottico come il glaucoma.

“È stata una rivelazione importante per noi”, dice Gamm. “Mostra davvero l’impatto potenzialmente ampio che questi organoidi retinici potrebbero avere”.