Dalla retinite pigmentosa alla degenerazione maculare. La terapia genica che promette di restituire la vista

Innovazione

Dalla retinite pigmentosa alla degenerazione maculare. La terapia genica che promette di restituire la vista

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Tramite un virus portatore di una modifica genetica, i ricercatori hanno modificato le cellule gangliari retiniche trasformandole in cellule sensibili alla luce dotate capaci di inviare al cervello segnali elettrici da tramutare in immagini
di redazione

Prima il buio, poi la luce. Prima i movimenti prudenti lungo le pareti, poi la disinvolta esplorazione dell’ambiente senza il timore di inciampare. Grazie a una innovativa terapia genica messa a punto dagli scienziati dell’Università di Berkeley in California i topi affetti da cecità utilizzati nella sperimentazione hanno racquistato la vista. 

Una visione non certamente perfetta, ma sufficiente a consentire loro di perlustrare uno spazio sconosciuto muovendosi in tutte le direzioni, non solo lungo il perimetro, e superando ostacoli con la stessa naturalezza di un animale senza problemi di vista. I ricercatori sperano di poter ottenere gli stessi risultati sugli esseri umani affetti da malattie retiniche ereditarie o degenerazione maculare legata all’età, due condizioni che procurano cecità e per le quali attualmente non ci sono soluzioni particolarmente soddisfacenti. 

Come tutte le terapie geniche, anche questa descritta su Nature Communications, ambisce a correggere un difetto. 

Ma lo fa in un modo piuttosto originale assegnando a un gruppo di cellule dell’occhio un ruolo che non gli spetta “di default”. 

I ricercatori hanno infatti pensato che fosse meglio rinunciare a tentare di aggiustare il guasto principale. Ripristinare la funzione dei fotoreccettori distrutti dalla malattia retinica correggendo il difetto genetico responsabile del danno è infatti un’impresa improba: esistono più di 250 differenti mutazioni genetiche coinvolte nelle retiniti, il 90 per cento delle quali mette fuori uso i coni e i bastoncelli, le cellule che traducono la luce in segnali bioelettrici avviando il processo che consente di vedere. 

Gli scienziati americani hanno allora rivolto l’attenzione ad altre cellule, risparmiate dall’opera distruttrice della malattia, le cellule gangliari retiniche che per loro natura però non sono sensibili alla luce.  Il loro compito infatti è quello di ricevere gli impulsi provenienti dai fotorecettori e convogliarli nel nervo ottico. Ma il nuovo copione scritto a Berkeley scombina i ruoli. Vediamo come. 

I ricercatori hanno iniettato nel corpo vitreo degli animali un virus adeno-associato che infetta naturalmente le cellule gangliari. Il compito del virus è di trasportare un gene risolutivo e di trasferirlo direttamente alle cellule gangliari. Il gene in questione codifica per una proteina, chiamata opsina, normalmente presente solamente nelle cellule dei fotorecettori, in particolare dei coni. L’opsina rende i coni sensibili alla luce giallo-verde di media lunghezza d’onda. 

Lo scopo della terapia genica a questo punto è chiaro: il gene rilasciato dal virus trasforma le cellule gangliari, insensibili alla luce, in cellule sensibili alla luce dotate di opsina e capaci, proprio come i fotorecettori, di inviare al cervello segnali elettrici da tramutare in immagini. 

Negli esperimenti sui topi i ricercatori sono stati in grado di rendere sensibili alla luce il 90 per cento delle cellule gangliari. 

Ovviamente l’occhio umano è più complesso con migliaia di cellule gangliari in più rispetto a quelle dei topi. Per ottenere gli stessi risultati bisognerebbe iniettare nel corpo vitreo una quantità molto maggiore di virus inattivi. 

Ma i ricercatori hanno già sviluppato un sistema per aumentare il numero di virus introdotti nell’occhio con la speranza di poter garantire agli esseri umani un “restyling” delle cellule gangliari tanto efficace da consentire la visione di un video o la lettura di un libro. 

«Si potrebbe pensare di iniettare il virus nell’occhio di una persona e dopo un paio di mesi aspettarsi che questa cominci a vedere qualcosa. Sarebbe meraviglioso per persone cieche riconquistare la capacità di leggere il monitor di un computer, comunicare attraverso un video, vedere un film. Spesso le persone affette da malattie neurodegenerative della retina aspirano a rallentare un'ulteriore degenerazione. Ma qualcosa che ripristini la possibilità di vedere immagini in pochi mesi, è una cosa incredibile a cui pensare», dice Ehud Isacoff, professore di biologia molecolare alla University of California, Berkeley, a capo dello studio. 

Una delle principali sfide per il team di Berkeley è stata quella di ricreare sulle cellule gangliari un ambiente ospitale per l’opsina, che normalmente nei fotorecettori partecipa a un complesso meccanismo molecolare fatto di proteine ed enzimi che amplificano i segnali e di risposte di feedback che innescano il processo a cascata che produce la visione. 

Senza trasferire interamente questo ingegnoso congegno, non c’era alcuna possibilità di successo. 

Ma i ricercatori, dopo aver studiato a lungo le caratteristiche dell’opsina, hanno avuto il sospetto che la proteina si sarebbe automaticamente connessa al sistema di scambio dei segnali delle cellule gangliari. Ed effettivamente le cose sono andate così. 

Dopo aver introdotto l’opsina nelle cellule gangliari dei topi, il processo è partito in automatico: gli animali hanno subito risposto positivamente ai test della vista, dimostrando di poter distinguere una linea orizzontale da una verticale, uno spazio stretto da uno ampio, oggetti in movimento da oggetti fermi. 

I topi sottoposti alla terapia genica arrivavano a percepire le immagini sullo schermo di un iPad che sono molto meno luminose delle luci Led. 

Ma le sorprese non finiscono qui. L’opsina ha dimostrato di sapersi adattare anche alle differenze di luminosità, modificando la risposta delle cellule gangliari in base all’intensità della luce. Le persone trattate con la terapia genica non dovrebbero quindi avere disturbi agli occhi passando da un ambiente poco luminoso a uno più luminoso.  

Tutto ciò sarebbe una grande conquista per le 170 milioni di persone nel mondo che convivono con una degenerazione maculare legata all’età o per l’1,7 milioni di persone nel mondo affette dalla forma più comune di cecità ereditaria, la retinite  pigmentosa, che generalmente conduce alla cecità intorno ai 40 anni. 

Attualmente l’unica opzione terapeutica per questi pazienti consiste nella cosiddetta “retina artificiale”. Si tratta dell’impianto di una protesi retinica capace di convertire in impulsi elettrici le immagini catturate da una mini videocamera montata sugli occhiali del paziente. Un sistema ingombrante, invasivo e costoso che permette di produrre sulla retina immagini da un centinaio di pixel al massimo, quando la visione nomale è dell’ordine di milioni di pixel. Meglio di niente, ma non è abbastanza.