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L’occhio bionico.

Dal Giappone la retina costruita in provetta.

11/04/2011
Un risultato importante e inaspettato quello raggiunto da un gruppo di ricercatori giapponesi che, infatti, hanno ottenuto che alla loro ricerca fosse dedicata la copertina dell’ultimo numero di Nature. La retina è di topo ed è stata costruita grazie alle cellule staminali. Si tratta del tessuto biologico più complesso costruito finora in laboratorio e potrebbe aprire la strada alla cura di alcune malattie che colpiscono l’occhio umano, comprese alcune forme di cecità. Naturalmente la tecnica deve essere adattata alle cellule umane e si deve dimostrare che il trapianto dell’occhio artificiale sia sicuro, cose che richiederanno probabilmente anni. Tuttavia, un’applicazione che già si può avere della nuova tecnica è aiutare gli scienziati a studiare le malattie degli occhi e a cercare delle nuove terapie, inoltre la stessa tecnica potrebbe essere utilizzata per guidare l’assemblaggio di altri organi e tessuti. La struttura è stata creata da Yoshiki Sasai del Riken Center for Developmental Biology a Kobe, in Giappone. Il gruppo di ricerca ha fatto crescere le cellule staminali embrionali di topo in un nutriente contenente le proteine che spingono le staminali a trasformarsi in cellule della retina. All’inizio le cellule formavano ammassi di cellule della retina, ma già nella settimana successiva, l’ammasso informe cominciava a trasformarsi in una struttura che si osserva nello sviluppo normale dell’occhio, il calice ottico. I ricercatori non sanno se il calice ottico ottenuto possa vedere la luce o trasmettere gli impulsi al cervello, e questo è quello che vogliono scoprire in futuro. Ma intanto la scoperta più stupefacente è la capacità delle staminali embrionali di lavorare autonomamente, le cellule del topo infatti sono riuscite a coordinarsi e a ricomporsi in strutture diverse per dare vita a un organo complesso. (Cristiana Pulcinelli, L’Unità) IL COMMENTO Speranze e cautele per l’occhio in provetta Costruire occhi. Questa volta anche «Nature» si è lasciata tentare dal titolo sensazionale. «Costruire occhi» si legge a caratteri cubitali sulla copertina del numero oggi in edicola della più prestigiosa rivista scientifica. Accanto c’è la foto di un sacchetto verde ripiegato su se stesso. Quel sacchetto è una retina, la parte dell’occhio sensibile alla luce. Non ancora la retina di un occhio umano, ma quella di un topo. Dal punto di vista scientifico però il risultato è clamoroso. II gruppo di biologi dell’Istituto giapponese Riken guidato da Yoshild Sasai partendo da cellule staminali di un embrione di topo è riuscito a farle specializzare in cellule della retina, e, cosa ancora più straordinaria (tanto che lo stesso Sasai ne è sorpreso), queste cellule si sono auto-organizzate e hanno formato il sacchetto retinico come sotto la guida di una misteriosa ma perfetta regia biologica. Le cellule staminali embrionali sono totipotenti: cioè capaci di trasformarsi in qualsiasi tipo di tessuto: pelle, ossa, cellule nervose o muscolari, del fegato, del pancreas e di qualsiasi altro organo. Il problema è avviare in esse il processo di specializzazione in un tessuto o nell’altro, cosa che i biologi fanno stimolandole con speciali fattori biologici che inducono nei loro geni le trasformazioni desiderate. É ciò che il gruppo giapponese è riuscito a fare. Non solo: sono anche riusciti a ottenere, nel caso specifico, un tessuto che ha assunto la struttura dell’organo che nell’individuo sviluppato quelle cellule vanno a formare: in questo caso la retina. E la promessa della «medicina rigenerativa», il sogno alla Blade Runner degli «organi in provetta» che si realizza. La retina è in pratica una parte del cervello che si è adattata per trasformare le onde luminose in segnali elettrici. Le sue cellule nell’occhio umano sono di due tipi: i bastoncelli, molto sensibili e numerosi (100 milioni) ma capaci solo di vedere in bianco e nero, e i coni, poco sensibili e in numero ridotto (7 milioni) ma in grado di darci la visione a colori. I segnali elettrici generati da queste cellule come reazione alla luce vengono poi convogliati nel milione di fibre del nervo ottico fino alla zona occipitale del cervello, dove l’immagine viene ricostruita. La retina è dunque la parte più delicata e importante dell’occhio: corrisponde alla pellicola fotografica o, nelle camere attuali, al sensore elettronico. Bisogna però aggiungere due precisazioni. La prima è che ciò che funziona su topi di laboratorio è lontano dal funzionare nell’uomo: il progresso annunciato da «Nature» è scientificamente di prim’ordine, ma non deve illudere i non vedenti: la soluzione del loro problema non è affatto a portata di mano. Dalle staminali dell’embrione di topo non si ricava una retina umana. Ci vorranno anni, forse alcuni decenni, perché un processo del genere si possa realizzare nell’uomo. La seconda precisazione riguarda in particolare il nostro paese. In Italia, diversamente da quanto accade in quasi tutti i paesi avanzati del mondo, dal Giappone agli Stati Uniti al Regno Unito fino alla Corea, se anche si riuscisse tecnicamente a fare ciò che per ora è di là da venire, dal punto di vista legale sarebbe impossibile perché la legge italiana impedisce la ricerca sulle cellule staminali umane, e ciò in quanto il ricorso a queste cellule comporterebbe la distruzione dell’embrione, cioè di una creatura umana potenziale. Cosa che il cardinale Elio Sgreccia, bioeticista del Vaticano, ha subito ricordato commentando la notizia di «Nature» in contrapposizione con l’entusiasmo del premio Nobel per la medicina Renato Dulbecco e dell’on. Ignazio Marino. In Italia si incoraggia invece la ricerca sulle cellule staminali adulte, che in questo caso dovrebbero essere estratte dalla retina dello stesso paziente. Per la cornea lo si fa già con successo, ma nel caso della retina si aggiungerebbe difficoltà a difficoltà. Il messaggio che viene dal Giappone è comunque chiaro e importante: le cellule staminali embrionali aprono opportunità eccezionali e non comparabili con le opportunità delle staminali adulte. (Piero Bianucci) LE INTERVISTE «L’uomo bionico? Ci stiamo arrivando» Dalla pelle al cuore, la ricerca sulle staminali si spinge fino a ricreare in laboratorio parti del corpo umano da utilizzare come pezzi di ricambio. C’è ancora tanta strada da fare, ma i primi traguardi raggiunti sono esaltanti. Michele De Luca, allievo di Howard Green ad Harvard, dirige il Centro di medicina rigenerativa di Modena, un’autorità in materia. Professor De Luca, cellule coltivate in laboratorio riproducono la retina umana, in teoria ogni tipo di organo si può duplicare. «Quello descritto su “Nature” è un fatto importante. In tutto il mondo i laboratori cercano di ricostruire tessuti, alcuni sono già stati ottenuti in vitro, la retina è uno di questi. Ma è un esperimento sul topo. Ora vedremo se le staminali umane si comporteranno allo stesso modo del modello animale». Queste scoperte alimentano le speranze dei malati... «Occorre essere cauti. Le prime staminali studiate in clinica sono quelle del sangue e degli epiteli, molti si dedicano alla rigenerazione del muscolo, qualcuno studia il muscolo cardiaco, ma sono tutte attività sperimentali». Quali parti anatomiche sarà possibile riparare? «Per alcuni tessuti siamo più vicini di altri, siamo avanti negli studi sulla cartilagine e l’osso. Poi si lavora alla rigenerazione delle fibre nervose, del fegato. Assisteremo a una gradualità di sperimentazioni cliniche per ottenere anche in altri campi gli stessi risultati che abbiamo avuto con sangue e cute». Quali difficoltà si incontrano ,a proposito dell’occhio? «E un organo che ha complesse interazioni con il cervello, dal nervo ottico alla retina, per finire alla superficie corneale». Ma alcune applicazioni nell’uomo hanno già avuto successo... «Questo è vero. Noi abbiamo pubblicato un articolo sul New England Journal of Medicine frutto della collaborazione di Graziella Pellegrini, coordinatrice del centro di medicina rigenerativa di Modena, con Paolo Rama, oculista del San Raffaele di Milano: in 112 pazienti trattati con le staminali epiteliali per dieci anni abbiamo una rigenerazione stabile della cornea nel 75% dei pazienti». Che malattia avevano? «La cornea era stata distrutta da gravi ustioni chimiche. Siamo stati i primi a rigenerarla, e ora la riproducono in tutto il mondo». Altre sorprese dietro l’angolo? «Tra le terapie riconosciute dalla comunità scientifica internazionale figurano le staminali del sangue, le epiteliali non solo della cornea ma anche della pelle. Molte altre cellule staminali adulte sono vicine a una applicazione clinica, sta per andare in sperimentazione negli Usa, in particolar modo, la rigenerazione del midollo spinale». Altri progetti ambiziosi? «Lavoriamo alla ricostruzione del connettivo corneale con la speranza di superare il trapianto di cornea. La collaborazione tra ricercatori di base e clinici deve essere molto forte, per far progredire la medicina traslazionale, che significa passare dal laboratorio al letto del paziente. La prospettiva è di vincere malattie come la degenerazione maculare e le malattie genetiche che portano a cecità». (Alessandro Malpelo) «Trapianti sull’uomo? Ci vorrà ancora tempo» Paolo Rama, lei è responsabile dell’oculistica dell’Unità Cornea e Superficie Oculare dell’ospedale San Raffaele di Milano: siamo vicini alla possibilità di realizzare fabbriche di occhi per gli esseri umani? «Purtroppo no. Neanche quest’ultimo studio pubblicato cambia le cose. Se infatti da un punto di vista prettamente scientifico i risultati sono molto lodevoli, siamo ben lontani dalla possibilità di creare in laboratorio un organo complesso, come l’occhio, da trapiantare a un essere umano. Bisogna essere prudenti nell’interpretare il lavoro di questi scienziati. Le staminali embrionali di cui si parla sono state prelevate da un topolino. Sappiamo che i tessuti animali possono fare cose straordinarie: pensiamo alla coda della lucertola che ricresce. Gli esseri umani sono diversi». Ad oggi quali sono le applicazioni delle staminali disponibili per l’occhio? «Nel mio istituto effettuiamo interventi per curare danni anche molto gravi, come ustioni oculari, alla cornea. Coltivando in laboratorio le cellule staminali adulte prelevate dal limbus, siamo in grado di ricreare un epitelio corneale perfettamente sano e pronto per essere trapiantato nei pazienti. Un nuovo filone di ricerca su cui si sta lavorando riguarda le cellule della retina. Non è facile coltivarle, visto che sono cellule nervose e non esistono staminali adulte che possano definirsi precursori». La ricerca sulle staminali ci riserverà ancora sorprese? «Credo di si. Anche se non è possibile prevedere con certezza dove questo tipo di ricerca ci porterà e in che tempi, sono convinto che sia una parte importante della medicina e della diagnostica del futuro. Certo, non guariremo da tutte le malattie, ma le staminali potranno migliorare in modo significativo il nostro modo di curare». (Valentina Arcovio)
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