Cellule staminali per riparare i danni della retina

Occhio - Foto di Mateusz StachowskiE’ possibile ottenere diversi tipi cellulari della retina a partire da cellule della pelle. La scoperta apre nuove prospettive per lo studio di nuovi approcci terapeutici volti al trattamento e alla cura delle patologie retiniche con particolare riguardo a quelle di origine genetica come la retinite pigmentosa.

Un team di scienziati del Waisman Center, presso la University of Wisconsin – Madison School of Medicine and Public Health, guidato da David Gamm, assistente professore di oftalmologia e scienze visive e Jason Meyer, ricercatore della University of Wisconsin – Madison, ha messo a punto un sistema per far crescere con successo diversi tipi cellulari della retina partendo da due tipi di cellule staminali: le cellule staminali embrionali (ES) e le cellule staminali pluripotenti indotte (iPS).

I risultati della ricerca sono apparsi sulla rivista PNAS (Proceedings of the National Academy of Science).

Questo studio suggerisce che nel prossimo futuro sarà possibile riparare i tessuti retinici danneggiati impiantando cellule appartenenti allo stesso paziente e fatte crescere in vitro appositamente per lo scopo.

In tempi ancora più brevi, i risultati della ricerca apriranno la strada allo sviluppo di modelli da laboratorio atti allo studio delle patologie retiniche su base genetica, allo screening di nuovi farmaci e alla migliore comprensione dello sviluppo dell’occhio umano.

“Si tratta di un importante passo avanti, questo studio conferma che le cellule retiniche possono derivare da cellule staminali umane pluripotenti indotte (human induced pluripotent stem cells – iPS) e mostra quanto questo processo sia simile al normale sviluppo retinico nell’uomo. Il risultato è degno di nota, considerando quanto siano diverse le cellule di partenza rispetto alle cellule retiniche e che l’intero processo si svolge in un contenitore di plastica” spiega Gamm.

Lo studio nasce dalla intensa ricerca sulle staminali portata avanti dalla University of Wisconsin – Madison.
Le cellule staminali pluripotenti indotte (cellule iPS) furono, infatti, ottenute nel 2007 da cellule staminali umane provenienti dalla pelle durante un lavoro di ricerca condotto da James Thomson, membro della School of Medicine and Public Health e direttore di medicina rigenerativa presso il Morgridge Institute for Research.

Da questa ricerca si evince un ulteriore aspetto molto importante: il processo mima ciò che avviene durante lo sviluppo della retina e ciò potrebbe aprire la strada verso ulteriori studi volti a comprendere convergenze e divergenze tra lo sviluppo retinico di topi, rane e mosche rispetto a quanto avviene nell’uomo.

Durante il normale sviluppo umano, le cellule staminali embrionali iniziano a differenziarsi in tipi cellulari più specializzati e ciò avviene a circa 5 giorni dalla fecondazione.
La retina si sviluppa da un gruppo di cellule che deriva dai primi stadi di sviluppo del sistema nervoso.

I ricercatori della University of Wisconsin – Madison prelevano cellule della pelle, le “fanno tornare indietro” affinché assomiglino a cellule staminali embrionali e a questo punto danno avvio allo sviluppo dei tipi cellulari della retina.

“E’ una delle dimostrazioni più esaustive dei sistemi basati sulle cellule per studiare tutti i meccanismi più rilevanti che conducono alla generazione di cellule neuronali specializzate. Potrebbe quindi rappresentare la base per scoprire i meccanismi che originano le cellule retiniche umane” spiega Meyer.

Il promettente impiego delle cellule iPS darà la possibilità di studiare lo sviluppo retinico nei minimi dettagli e indagare nuovi approcci terapeutici per la cura delle patologie retiniche di origine genetica.
Ad esempio, campioni di pelle di pazienti affetti da retinite pigmentosa (gruppo di malattie genetiche dell’occhio che portano ad una riduzione della vista dovuta a distrofia retinica progressiva, con perdita del campo visivo periferico fino alla cecità notturna) potrebbero essere “riprogrammati” in cellule iPS e quindi in cellule della retina che consentirebbero ai ricercatori di studiare su grande scala gli effetti di nuovi farmaci e trattamenti con l’obiettivo di arrivare in futuro alla cura della patologia.

Allo stesso modo, in futuro gli oculisti potrebbero essere in grado di riparare i danni alla retina usando cellule provenienti dalla pelle del paziente.

Una ricerca condotta dalla University of Washington ha dimostrato che le cellule ES (cellule staminali embrionali) possono rimpiazzare le cellule retiniche perse durante un evento patologico nei topi.

“Con il nostro sistema possiamo produrre quantità significative di cellule retiniche fotorecettoriali e altri tipi cellulari persi a causa di una patologia” afferma Meyer.

I fotorecettori (coni e bastoncelli) sono cellule sensibili alla luce che assorbono i raggi luminosi e trasmettono l’immagine sotto forma di impulso elettrico al cervello.

I ricercatori sono attualmente in grado di far crescere cellule retiniche specializzate a partire sia da cellule staminali embrionali sia da cellule staminali pluripotenti indotte, ciò suggerisce somiglianze tra le cellule ES e le iPS che tuttavia mostrano numerose differenze. Per questo motivo saranno necessari ulteriori studi al fine di capire le potenzialità e le limitazioni di questi tipi cellulari.