Una squadra di scienziati della University of Pennsylvania School of Veterinary Medicine si è interrogata sulla cura della cecità causata da disturbi della retina accecanti attraverso l’introduzione nella retina di cellule fotorecettrici sane derivate in un piatto da cellule staminali e così ripristinare la vista. Si tratta di una strategia semplice ed allettante per curare la cecità, ma l’approccio ha incontrato una serie di ostacoli scientifici, comprese le cellule introdotte che muoiono rapidamente o non riescono a integrarsi con la retina.
Per riuscire a superare questo ostacolo, il team di ricerca 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 Institutes of Health’s National Eye Institute (NEI), ha sviluppato un nuovo studio basato sull’introduzione delle cellule fotorecettrici umane nella retina dei cani. Un cocktail di farmaci immunosoppressori ha consentito alle cellule di sopravvivere per mesi nelle retine dei riceventi, dove hanno iniziato a formare connessioni con le cellule retiniche esistenti.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Stem Cell Reports.
Cecità e terapia con le cellule staminali: ecco che cosa dice il nuovo studio
“In questo studio, volevamo sapere se potevamo, uno, migliorare la consegna chirurgica di queste cellule allo spazio sottoretinico; due, immagine delle cellule in vivo; tre, migliorare la loro sopravvivenza; e quattro, vederle migrare nello strato della retina dove dovrebbero essere e iniziare a integrarsi”, ha dichiarato William Beltran, Professore di oftalmologia alla Penn Vet e autore senior dello studio. “La risposta a tutte quelle domande era sì”, ha aggiunto l’esperto, spiegando le dinamiche necessarie per curare la cecità.
Beltran e Gustavo Aguirre della Penn Vet sono da tempo interessati ad affrontare i disturbi dell’accecamento della retina e della conseguente cecità e hanno goduto di grandi soddisfazioni fino ad oggi nella produzione di terapie geniche correttive per condizioni con geni causali noti. Ma per un’importante casistica di degenerazione retinica ereditaria, non è stato identificato un gene.
In altri pazienti, la malattia è progredita così tanto che nessuna cellula fotorecettrice è rimasta sufficientemente 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 ai gruppi guidati da John Wolfe di CHOP e Penn Vet; David Gamm dell’Università del Wisconsin-Madison; e Kapil Bharti al NEI, in un consorzio sostenuto dall’iniziativa Audacious Goals for Regenerative Medicine del NEI. La partnership ha unito l’esperienza del team di Beltran nei modelli canini con cecità da degenerazione retinica e la vasta esperienza negli approcci di terapia cellulare dei laboratori Wolfe, Gamm e Bharti.
Le cellule dei fotorecettori, 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 trasmettere le informazioni visive. Pertanto, l’obiettivo di questa terapia cellulare è ricreare questo strato e consentirgli di integrarsi con gli altri tipi di cellule della retina per trasmettere segnali da uno strato all’altro.
Durante lo sviluppo della ricerca sulla cura della cecità, l’équipe di scienziati ha utilizzato precursori derivati da cellule staminali di cellule fotorecettrici umane sviluppate nel laboratorio Gamm 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 invasive per tracciare le cellule nel tempo.
“L’uso di un grande modello animale che subisce una forma naturale di degenerazione retinica e ha un occhio di dimensioni umane è stato determinante per ottimizzare una procedura chirurgica sicura ed efficiente per fornire dosi di cellule che potrebbero essere utilizzate nei pazienti”, ha spiegato Gamm. I ricercatori hanno osservato che l’assorbimento cellulare era significativamente migliore negli animali con degenerazione retinica rispetto a quelli con retina normale.
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 somministrato ai cani farmaci immunosoppressori. Il trio di farmaci era stato precedentemente testato 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 si è mantenuto 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”, ha concluso Beltran. “Sembrava esserci un contatto.”
La fase successiva di questo progetto che riguarda la cura della cecità da retinopatia degenerativa sarà continuare a ottimizzare la terapia e quindi verificare se c’è una risposta funzionale, in altre parole, una migliore visione, nei suoi destinatari.
