Due grandi progressi nella cura degli occhi

Due ricerche pubblicate sull’ultimo numero della rivista scientifica Nature, tra le più importanti al mondo, illustrano i progressi molto promettenti ottenuti nell’utilizzo di cellule staminali per risolvere problemi alla vista come la cataratta e per migliorare la tecnica dei trapianti di cornea. I risultati sono stati definiti da “fantascienza” da alcuni esperti per il modo in cui sono stati ottenuti, e dimostrano ancora una volta le enormi potenzialità offerte dalle staminali: cellule non ancora specializzate che possono assumere funzioni molto diverse durante la loro crescita. Entrambe le ricerche hanno utilizzato cellule staminali su cui si interviene geneticamente per indurre la loro conversione, pratica considerata la nuova frontiera della medicina rigenerativa (quella per ripristinare tessuti e organi danneggiati).

Occhio umano
Qui è dove si danno ripetizioni di anatomia sull’occhio umano: se siete già preparati potete passare oltre. L’occhio è avvolto da una sfera incompleta e opaca che si chiama sclera: nella parte anteriore centrale si interrompe e lascia spazio a una seconda porzione sferica, molto più piccola, che si chiama cornea e che lavora come una lente insieme al cristallino – che si trova invece dietro la pupilla – per mettere a fuoco ciò che vediamo. Tra la cornea e la pupilla c’è l’umor acqueo, un liquido che dà volume a parte del bulbo oculare e che contribuisce alla corretta messa a fuoco delle immagini. La luce, quindi ciò che vediamo, attraversa la cornea, l’umor acqueo e infine il cristallino, proseguendo poi il suo viaggio nella parte posteriore dell’occhio fino a proiettarsi sulla retina, l’intricatissima membrana ricoperta di cellule recettoriali (coni e bastoncelli) che trasformano l’energia luminosa in segnali elettrici, che viaggeranno poi attraverso il nervo ottico fino al cervello dove saranno interpretati.

Cristallino e cornea sono dunque fondamentali per vedere le cose, riconoscerne bene i contorni e averle sempre a fuoco. Sfortunatamente, in alcuni casi queste due lenti naturali non funzionano correttamente, causando problemi alla vista. Una brutta ferita all’occhio per esempio può graffiare la cornea o ci possono essere malattie che ne causano un’infezione cronica, rendendo difficoltosa la visione. Il cristallino tende invece a opacizzarsi con la vecchiaia o per malattie di altro tipo anche quando si è giovani, causando la cataratta e seri problemi alla visione. Ci sono farmaci per ridurre il peggioramento della cataratta, ma in molti casi è necessario un piccolo intervento che consiste nella frantumazione del cristallino e nella sua sostituzione con una nuova lente artificiale che riporta alla corretta visione. Per la cornea le cose sono più complicate perché è necessario un trapianto da un donatore deceduto, e ci sono quindi possibilità di rigetto.

Cornea e staminali
Lo studio sulle staminali e la cataratta è stato pubblicato da Kohji Nishida e il suo gruppo di lavoro presso la Scuola di Medicina dell’Università di Osaka (Giappone). I ricercatori hanno coltivato in laboratorio alcune cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) umane per produrre diversi tessuti dell’occhio umano. In un secondo momento hanno isolato le cellule che formano la cornea, facendole ulteriormente moltiplicare in un nuovo recipiente per la coltura cellulare. In questo modo sono stati ottenuti degli strati di tessuto corneale, adatti per essere trapiantati su alcuni conigli con cornee danneggiate. Le cellule hanno attecchito e hanno ripristinato la funzionalità della cornea, dando quindi risultati molto promettenti, seppure preliminari e su animali.

In passato altri centri di ricerca avevano riprodotto tessuti della cornea utilizzando staminali, ma Kohji Nishida e colleghi sono riusciti a farlo per la prima volta gestendo la coltura di più tipi di cellule dell’occhio. Saranno necessari ancora anni prima che si possa utilizzare questa tecnica come trattamento negli esseri umani con problemi alla cornea, ma una soluzione di questo tipo consentirebbe di eliminare il problema del rigetto e al tempo stesso di ridurre i tempi di attesa per i trapianti, considerato che finora l’unica alternativa è attendere che muoia un donatore.

Curare la cataratta con le staminali
La ricerca è stata realizzata da Khang Zhang dell’Università della California, San Diego (Stati Uniti), in collaborazione con Yizhi Liu dell’Università Sun Yat-sen del Canton (Cina). In questo caso l’intervento non prevede che siano coltivate cellule staminali in laboratorio o che siano effettuati trapianti, ma deriva dalle osservazioni su uno degli effetti collaterali tipici dell’intervento per sostituire il cristallino: accade talvolta che, nei mesi dopo l’intervento, intorno alla lente artificiale crescano nuove cellule che finiscono per renderla meno trasparente complicando di nuovo la visione. I due ricercatori si sono chiesti se allora non fosse possibile lasciare all’organismo il compito di ricostruire interamente il cristallino, senza inserirne uno artificiale.

Le prime prove e osservazioni sono state eseguite su conigli, macachi e altri animali e su alcuni loro tipi di cellule staminali; in seguito la tecnica è stata sperimentata su 12 neonati con problemi di cataratta dalla nascita. Di solito per pazienti così giovani si procede con una incisione di 6 millimetri nella capsula che contiene il cristallino, in modo da aprirsi la strada per frantumare la lente naturale difettosa e rimpiazzarla con una artificiale. Considerato che questo sistema causa la distruzione di quantità importanti di staminali nell’area, i ricercatori hanno provato a fare un’incisione molto più piccola di appena 1,5 millimetri, sufficiente per rimuovere il cristallino e al tempo stesso tale da permettere alle staminali di colmare il vuoto creando un nuovo cristallino. La nuova lente naturale si è formata senza parti opache e soprattutto senza portare a complicazioni tipiche degli interventi di cataratta sui neonati.

La prima operazione di questo tipo su un neonato fu svolta due anni fa e il bambino, ora cresciuto, continua a vederci bene e il suo cristallino dovrebbe continuare lentamente a crescere, insieme allo sviluppo del paziente. I ricercatori ammettono comunque di essere ancora all’inizio della sperimentazione, anche perché questo sistema per ora non si rivela sempre efficace nel caso di bambini con difetti congeniti, che quindi portano le loro staminali a ricreare un cristallino con gli stessi difetti di quello precedente. Il sistema potrebbe inoltre non funzionare tra gli anziani, la parte di popolazione più interessata dalla cataratta, perché i tempi di rigenerazione cellulare in una persona anziana sono molto più lunghi.