Retina in miniatura per studiare la degenerazione della vista

Di Vito Fiori

Riprodurre in laboratorio la complessità della retina umana con un livello di dettaglio, almeno finora, irraggiungibile. È l’obiettivo raggiunto da un team di ricerca coordinato dalla University of Rochester, che ha sviluppato un nuovo modello tridimensionale della retina capace di ricreare con grande precisione anche l’epitelio pigmentato retinico (Epr), uno degli elementi fondamentali per il corretto funzionamento della vista.

Il modello, descritto sulle pagine di Science Translational Medicine, ha permesso ai ricercatori di osservare più da vicino i meccanismi alla base della degenerazione retinica associata alla malattia Cln3, una rara patologia neurodegenerativa ereditaria appartenente al gruppo delle lipofuscinosi ceroidi neuronali. I risultati potrebbero aprire nuove prospettive nello studio della degenerazione della retina e, in futuro, nella ricerca di possibili trattamenti.

La complessità della retina

La retina è uno degli apparati biologici più complessi dell’organismo. Al suo interno convivono numerose tipologie di cellule, tra cui i fotorecettori, sensibili alla luce, e l’epitelio pigmentato retinico, uno strato di cellule specializzate che svolge un ruolo essenziale nel mantenimento e nel corretto funzionamento dei fotorecettori.

Proprio questa organizzazione rende particolarmente difficile ricreare la retina in laboratorio. Anche le tecnologie più avanzate, infatti, finora non erano riuscite a riprodurre all’interno di un unico sistema sia la disposizione tridimensionale delle cellule retiniche sia quella dell’Epr, mantenendo al tempo stesso le interazioni tra i diversi componenti.

Una limitazione che ha ostacolato lo studio di alcune malattie degenerative della retina, tra cui la malattia Cln3. In questi pazienti, la progressiva degenerazione retinica può infatti portare alla perdita della vista.

Un modello tridimensionale più fedele

Per superare questo limite, i ricercatori hanno combinato organoidi retinici e cellule dell’epitelio pigmentato retinico all’interno di una matrice extracellulare progettata per riprodurne il naturale orientamento.

Il risultato è un modello tridimensionale in miniatura che non si limita a contenere le diverse cellule della retina, ma ne ricrea anche, in parte, la disposizione spaziale e le interazioni. Una caratteristica che permette di osservare più fedelmente ciò che accade nei tessuti durante la progressione della malattia.

Utilizzando il nuovo sistema per studiare la Cln3, gli autori hanno individuato un possibile meccanismo alla base della degenerazione. La perdita di funzione dell’epitelio pigmentato retinico risulta associata a una riduzione dei livelli dell’enzima ceramidasi acida e della proteina S1P. L’alterazione di questo sistema, a sua volta, è collegata alla perdita dei segmenti dei fotorecettori presenti nella retina esterna, strutture indispensabili per la percezione della luce.

Dallo studio del meccanismo a una possibile strategia terapeutica

I ricercatori hanno quindi provato a intervenire sul meccanismo individuato, trattando gli organoidi con ceramidasi acida umana. Il trattamento ha impedito la degenerazione dell’epitelio pigmentato retinico. Gli esperimenti condotti successivamente in un modello suino hanno inoltre evidenziato alcuni segnali di rallentamento del danno ai fotorecettori.

Per verificare ulteriormente i risultati, il team ha analizzato anche campioni oculari provenienti da due pazienti con malattia Cln3 e immagini retiniche ottenute in vivo da altri due pazienti. Anche queste osservazioni hanno fornito ulteriori elementi a sostegno dello stesso meccanismo biologico.

I risultati non equivalgono ancora a una terapia disponibile per i pazienti, ma indicano una possibile direzione per la ricerca. Il nuovo modello potrebbe infatti offrire uno strumento più accurato per comprendere come inizia e progredisce la degenerazione retinica e, soprattutto, per testare strategie in grado di contrastarla.

La possibilità di riprodurre in laboratorio una retina tridimensionale con una struttura più simile a quella umana rappresenta così un passo importante verso lo studio delle malattie neurodegenerative che compromettono la vista e verso l’identificazione di nuovi potenziali bersagli terapeutici.