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Trapianti di retina da cellule staminali
Gli scienziati hanno creato una struttura tridimensionale, simile alla retina, da cellule staminali embrionali umane che sperano possa un giorno servire come trapianto di retina per le persone con degenerazione maculare e altre malattie della retina. Il loro metodo, pubblicato di recente in Journal of Neuroscience Methods , offre una potenziale nuova fonte di cellule per i trapianti di retina.
Creazione di retine: Un foglio di cellule derivate da cellule staminali embrionali umane è stato indotto a diventare cellule in fase iniziale della retina. Il foglio contiene una miscela di cellule neurali immature (rosso) e neuroni differenzianti (verde). I nuclei delle cellule sono mostrati in blu.
Hans Keirstead , autore principale dell'articolo e biologo delle cellule staminali presso l'Università della California, Irvine, afferma che il metodo è progettato per fornire un'alternativa ai trapianti di tessuto fetale umano, che sono stati condotti su un piccolo gruppo di pazienti e hanno portato a una visione migliore . Le cellule fetali sono difficili da ottenere e sollevano questioni etiche. Volevamo davvero basarci su quella tecnica creando una fonte rinnovabile di tessuto, dice.
In questo studio, i ricercatori hanno prima creato due tipi di cellule dalle cellule staminali embrionali umane: cellule retiniche in fase iniziale e cellule dell'epitelio pigmentato retinico (RPE), che forniscono nutrimento alle cellule responsabili della visione nella retina. I ricercatori hanno quindi coltivato questi due tipi di cellule insieme in una camera progettata per esporle a un gradiente di concentrazioni di soluti e sostanze chimiche che promuovono la crescita. Le cellule potrebbero formare strutture tridimensionali, un'impresa raramente raggiunta con le cellule staminali.
Keirstead ritiene che lo studio indichi due importanti strategie per la creazione di trapianti di retina: far crescere le prime cellule retiniche insieme alle cellule RPE e bagnare le cellule in una soluzione che cambia gradualmente che incoraggia lo sviluppo di strati tridimensionali di cellule. Il suo team ha scoperto che questo approccio ha generato cellule retiniche in fase iniziale che si stavano differenziando in tutti i vari tipi di cellule nella retina.
Keirstead crede che un trapianto di retina funzionerà meglio se composto da cellule che non si sono completamente sviluppate. Lo strato tridimensionale è volutamente giovane, dice. Studi precedenti hanno scoperto che le cellule più giovani hanno maggiori probabilità di integrarsi con il tessuto esistente dopo il trapianto, piuttosto che morire.
Roberto Lanza , direttore scientifico di Advanced Cell Technologies, che non è stato coinvolto nello studio, afferma che il suo team ha scoperto diversi anni fa che, quando si trasformano le cellule staminali embrionali umane in cellule RPE, altre cellule staminali formano spontaneamente strati, comprese macchie di fotorecettori. Questo documento mostra che è possibile trarre vantaggio da questo processo naturale e, per la prima volta, utilizzare tecniche di ingegneria dei tessuti per generare strutture tridimensionali simili alla retina, afferma.
Ma Lanza è scettico sull'utilità clinica di tali strutture. Non puoi semplicemente trapiantare una retina e ripristinare la vista, dice, perché richiede una serie di connessioni complesse con il cervello. Sebbene affermi che potrebbe rivelarsi un vantaggio nell'utilizzo di tre costrutti di cellule, per il momento, sostituire i singoli tipi di cellule potrebbe essere l'approccio migliore per aiutare i pazienti affetti da malattie degli occhi.
Gli scienziati hanno lavorato su diversi approcci ai trapianti di retina. Un approccio, guidato da Advanced Cell Technologies, consiste nel trasformare le cellule staminali embrionali umane in cellule RPE e trapiantarle nella retina. La terapia funzionerebbe meglio nelle prime fasi della degenerazione per arrestare ulteriori progressi, piuttosto che per ripristinare la vista già persa. Un altro approccio è quello di trapiantare le cellule staminali che sono nelle prime fasi di diventare fotorecettori sensibili alla luce, che ha dimostrato efficacia nei topi.
Un'altra strategia è quella di utilizzare il tessuto giovane invece delle singole cellule. I trapianti di tessuto fetale hanno mostrato un certo successo negli animali e in un piccolo gruppo di esseri umani. Uno studio pubblicato nel 2008 ha rilevato che sette pazienti su 10 che hanno ricevuto i trapianti avevano una vista migliorata. Tuttavia, si è discusso se questi trapianti si integrassero effettivamente nel tessuto esistente. Keirstead ha condotto una serie di studi sugli animali che, secondo lui, dimostrano che il tessuto trapiantato funziona negli occhi. In tal caso, la strategia potrebbe essere utile per la degenerazione in uno stadio successivo, quando la retina esistente ha perso gran parte della sua funzione.
Per il team di Keirstead, il passo successivo è dimostrare che i tessuti derivati dalle cellule staminali possono funzionare correttamente. Il suo laboratorio sta attualmente trapiantando il tessuto nei ratti per determinare se i trapianti possono sopravvivere e incorporarsi nell'occhio e se migliorano la vista degli animali.