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Cecità: verso una terapia basata sulle cellule staminali

(Cecità da disturbi della retina-Immagine Credit Public Domain).

E se, nelle persone con disturbi della retina che portano alla cecità, si potesse semplicemente introdurre nella retina cellule fotorecettrici sane derivate da cellule staminali e ripristinare la vista?

Si tratta di una strategia allettante e semplice 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.

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Un nuovo studio, pubblicato su Stem Cell Reports, supera queste sfide 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 Institutes of Health’s National Eye Institute (NEI), ha introdotto precursori di 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.

“In questo studio, volevamo sapere se potevamo, uno, migliorare la consegna chirurgica di queste cellule allo spazio sottoretinico; due, realizzare un’imaging delle cellule in vivo; tre, migliorare la loro sopravvivenza e quattro, vederle migrare nello strato della retina dove dovrebbero essere e iniziare a integrarsi“, afferma William Beltran, Professore di oftalmologia alla Penn Vet e autore senior dello studio. “La risposta a tutte quelle domande era sì”.

Beltran e Gustavo Aguirre della Penn Vet sono da tempo interessati ad affrontare i disturbi della retina che causano cecità 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, non è stato identificato un gene. In altri pazienti, la malattia è progredita così tanto che nessuna cellula fotorecettrice rimane sufficientemente intatta per la terapia genicaIn entrambi gli scenari, un approccio di medicina rigenerativa, in cui i fotorecettori potrebbero essere ricresciuti a titolo definitivo, sarebbe estremamente prezioso.

Vedi anche:Retina: speranza di trattamento della degenerazione

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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 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 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, queste cellule 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.

Progressi verso una terapia basata sulle cellule staminali per la cecità

Immagine: a seguito di una procedura di trapianto, le cellule precursori dei fotorecettori umani etichettate in rosso sono migrate e integrate in una retina canina degenerata. L’etichetta verde è un produttore sinaptico, suggerendo che le cellule trapiantate hanno iniziato a formare una connessione con i neuroni di secondo ordine nella retina. Credito: laboratorio Beltran/ Stem Cell Reports.

Nel lavoro in corso, il team 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, i ricercatori 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”, afferma Gamm.

I ricercatori hanno osservato che l’assorbimento cellulare era significativamente migliore negli animali con degenerazione retinica rispetto a quelli con retina normale.

“Quello che abbiamo mostrato 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 del secondo ordine nella retina, le cellule bipolari”, dice Beltran. “Ma in tre cani che erano in uno stadio avanzato 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 somministrato ai cani farmaci immunosoppressori. Il trio di farmaci era stato precedentemente testato da Oliver Garden, un immunologo veterinario Penn Vet al momento dello studio e 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, alcune cellule sembrano ‘stringere la mano’ a quei neuroni di secondo ordine”, dice Beltran. “Sembrava esserci un contatto”.

La fase successiva di questo progetto sarà continuare a ottimizzare la terapia e quindi verificare se c’è una risposta funzionale, in altre parole, una migliore visione, nei suoi destinatari.

Fonte:Stem Cell Reports

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