Terapia con cellule staminali inverte la cecità nei topi con degenerazione retinica

degenerazione retinica

Un approccio basato sul trapianto di cellule staminali che ha ripristinato la visione nei topi ciechi, si avvicina alla fase di sperimentazione nei pazienti con degenerazione retinica avanzata, secondo uno studio pubblicato il 10 gennaio in Stem Cell Reports.

I ricercatori hanno dimostrato che il tessuto retinico derivato da cellule staminali pluripotenti (iPSCs) di topo, ha stabilito connessioni con le cellule vicine e risposto alla stimolazione luminosa dopo il trapianto nella retina ospite, ripristinando la funzione visiva nella metà dei topi con degenerazione retinica allo stadio terminale.

( Vedi anche:Degenerazione retinica ereditaria: individuato un farmaco che aiuta a preservare la visione).

“Il nostro studio fornisce una prova di concetto sul trapianto dei tessuti della retina derivati da cellule staminali per il trattamento di pazienti affetti da retinite pigmentosa avanzata o degenerazione maculare legata all’età”, spiega l’autore dello studio Masayo Takahashi del Centro RIKEN di biologia evolutiva. “Abbiamo in programma di procedere con gli studi clinici dopo alcuni studi supplementari e la speranza di vedere questi effetti anche nei pazienti”.

La degenerazione retinica allo stadio terminale è una delle principali cause di perdita della vista e cecità irreversibile nei soggetti più anziani. Tipicamente, i pazienti con condizioni come la retinite pigmentosa e degenerazione maculare perdono la visione a causa di danni allo strato nucleare esterno dei fotorecettori sensibili alla luce, nell’occhio. Non esiste una cura per lo stadio terminale della degenerazione retinica e le terapie attualmente disponibili sono limitate nella loro capacità di bloccare la progressione della perdita della vista.

Una strategia per ripristinare la visione nei pazienti non vedenti a causa della degenerazione retinica è la sostituzione delle cellule. Takahashi e il suo team hanno recentemente dimostrato che i tessuti retinici derivati dalle cellule staminali pluripotenti iPSCs potrebbero svilupparsi per formare lo strato nucleare esterno composto da fotorecettori maturi, quando trapiantati in animali allo stadio terminale della degenerazione retinica. Ma fino ad ora, non era chiaro se il trapianto di queste cellule avrebbe potuto ripristinare la funzione visiva.

Nel nuovo studio, Takahashi e il primo autore Michiko Mandai del Centro RIKEN di biologia evolutiva, hanno in primo luogo geneticamente riprogrammato le cellule della pelle prelevate dai topi adulti ad uno stato di cellule simil-staminali embrionali e poi hanno convertito queste iPSCs in tessuto retinico.Trapiantato nei topi allo stadio terminale della degenerazione della retina, il tessuto retinico iPSC-derivato si è sviluppato per formare fotorecettori che hanno stabilito il contatto diretto con le cellule vicine nella retina.

“Abbiamo dimostrato la creazione di sinapsi tra trapianto/ospite in modo diretto e confermativo”, dice Mandai. “Nessuno aveva prima dimostrato che le cellule derivate da cellule retiniche staminali trapiantate rispondono alla luce in un approccio diretto come dimostrato in questo studio e abbiamo raccolto dati per sostenere che il segnale viene trasmesso alle cellule ospiti che inviano segnali al cervello. Inoltre, quasi tutte le retine trapiantate hanno mostrato un po’ di risposta alla stimolazione della luce. La chiave del successo è stata quella di usare il tessuto retinico differenziato al posto delle cellule della retina, che la maggior parte dei ricercatori hanno precedentemente usato”, spiega Takahashi. “Dai nostri dati, nei topi, la retina post-trapianto è in grado di rispondere alla luce già dopo un mese, ma dal momento che la retina umana richiede più tempo per maturare potrebbero occorrere cinque o sei mesi prima che  la retina trapiantato possa iniziare a rispondere alla luce”, ha aggiunto il ricercatore.

Sorprendentemente, questa strategia di trattamento ha ripristinato la visione in quasi la metà dei topi con degenerazione retinica avanzata. Quando questi topi sono stati collocati in una scatola formata da due camere che trasportavano indipendentemente scosse elettriche sul pavimento, erano in grado di utilizzare un segnale luminoso di avvertimento per evitare le scosse elettriche spostandosi nell’altra camera.

Nuova tecnica di trapianto ripristina la visione nei topi
Questa immagine mostra l’integrazione sinaptica dell’innesto della retina in topi ospitanti. Osservazione 3-D di contatto tra cellule bipolari ospite (verde) e trapianto della retina (rosso).
Credit: Mandai et al./Stem Cell Reports 2017

Per rendere i risultati applicabili ai pazienti, i ricercatori stanno attualmente testando la capacità del tessuto retinico umano di derivazione IPSC di ripristinare la funzione visiva negli animali con degenerazione retinica avanzata. Se questi esperimenti avranno  successo, si potrà testare la sicurezza di questo protocollo in parte per valutare come la retina ospite risponde al trapianto. Allo stesso tempo, i ricercatori continueranno a cercare modi per aumentare la capacità dei fotorecettori trapiantati di integrarsi con il tessuto retinico dell’ospite con l’obiettivo finale di procedere alla sperimentazione clinica nell’uomo.

“Siamo di fronte ad una terapia in via di sviluppo e non ci può aspettare di ripristinare completamente la visione”, avverte Takahashi. “Inizieremo dalla fase di vedere una luce o una figura grande con la speranza di ripristinare completamente la visione in futuro”

Fonte: Stem Cell Reports

 

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