Lo studio mostra un nuovo modo per invertire la cecità genetica in un mammifero
I fotorecettori lo sono cellule nella retina (parte posteriore dell'occhio) che una volta attivato inviano il segnale al cervello. I fotorecettori a cono sono necessari per la visione diurna, la percezione dei colori e l'acuità visiva. Questi coni scadono quando le malattie degli occhi raggiungono uno stadio successivo. Proprio come le nostre cellule cerebrali, i fotorecettori non si rigenerano, cioè una volta maturati smettono di dividersi. Pertanto, la distruzione di queste cellule può ridurre la vista e talvolta persino causare cecità. I ricercatori supportati dal National Eye Institute del National Institutes of Health USA sono guariti con successo cecità congenita nei topi riprogrammando le cellule di supporto nella retina, chiamate Müller glia, e convertendole in fotorecettori a bastoncello nel loro studio pubblicato su Natura. Queste aste sono un tipo di cellule del recettore della luce che sono generalmente utilizzate per la visione in condizioni di scarsa illuminazione, ma sono anche viste per proteggere i fotocettori a cono. I ricercatori hanno capito che se queste aste possono essere rigenerate internamente nell'occhio, questo è un possibile trattamento per molti occhi malattie in cui vengono colpiti principalmente i fotorecettori.
È stato a lungo stabilito che Müller glia ha un forte potenziale rigenerativo in altre specie come il pesce zebra, che è un ottimo organismo modello per la ricerca. Müller glia si divide e si rigenera in risposta a lesioni all'occhio degli anfibi nel pesce zebra. Si convertono anche in fotorecettori e altri neuroni e sostituiscono i neuroni danneggiati o persi. Pertanto, il pesce zebra può di nuovo vedere anche dopo aver subito una grave lesione alla retina. Al contrario, gli occhi dei mammiferi non si riparano in questo modo. Le Müller glia supportano e nutrono le cellule circostanti, ma non rigenerano i neuroni a questo ritmo. Dopo una lesione viene ricreato solo un numero molto piccolo di cellule che potrebbero non essere completamente utili. Quando si effettuano esperimenti di laboratorio, la glia di Müller dei mammiferi potrebbe imitare quelli del pesce zebra, ma solo dopo che è stata effettuata una lesione al tessuto retinico, il che non è consigliabile in quanto sarebbe controproducente. Gli scienziati hanno cercato un modo per riprogrammare la glia di Müller dei mammiferi in modo che diventi un fotorecettore a bastoncino senza causare lesioni alla retina. Questo sarebbe come il meccanismo di "autoriparazione" del mammifero.
Nella prima fase della riprogrammazione, i ricercatori hanno iniettato negli occhi dei topi un gene che attiverebbe la proteina beta-catenina che ha innescato la divisione della glia di Muller. Nella seconda fase, eseguita dopo diverse settimane, hanno iniettato fattori che hanno stimolato le cellule appena divise a maturare in fotorecettori a bastoncino. Le cellule appena formate sono state quindi tracciate visivamente utilizzando un microscopio. Questi nuovi fotorecettori a bastoncino che sono stati creati erano simili nella struttura a quelli reali e potevano rilevare la luce in arrivo. Inoltre, sono state formate anche strutture sinaptiche o la rete che consentono ai bastoncelli di interconnettersi con altre cellule all'interno della retina per trasmettere segnali al cervello. Per testare la funzionalità di questi fotorecettori a bastoncino, sono stati condotti esperimenti su topi affetti da cecità congenita: topi nati ciechi privi di fotorecettori a bastoncino che funzionano. Mentre questi topi ciechi avevano bastoncelli e coni, ciò che mancava loro erano due geni critici che consentono ai fotorecettori di trasmettere segnali. I fotorecettori a bastoncino si sono sviluppati in modo simile nei topi ciechi con una funzione simile a quella dei topi normali. L'attività è stata osservata in una parte del cervello che riceve segnali visivi quando questi topi sono stati esposti alla luce. Quindi, nuove aste si erano collegate per trasmettere con successo messaggi al cervello. Deve ancora essere analizzato se i nuovi bastoncelli si sviluppano e funzionano correttamente in un occhio malato in cui le cellule della retina non si connettono o interagiscono correttamente.
Questo approccio è meno invasivo o dannoso di altri trattamenti disponibili come l’inserimento di cellule staminali nella retina a scopo di rigenerazione e rappresenta un passo avanti in questo campo. Sono in corso esperimenti per valutare se i topi nati ciechi hanno riacquistato la capacità di eseguire compiti visivi, ad esempio correre attraverso un labirinto. A questo punto sembra che i topi percepissero la luce ma non fossero in grado di distinguere le forme. I ricercatori vorrebbero testare questa tecnica sul tessuto retinico umano. Questo studio ha fatto avanzare i nostri sforzi verso terapie rigenerative per cecità causati da malattie genetiche degli occhi come la retinite pigmentosa, malattie legate all'età e lesioni.
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Fonte (s)
Yao K et al. 2018. Ripristino della vista dopo la genesi de novo dei fotorecettori dei bastoncelli nelle retine dei mammiferi. Natura. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0425-3
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