Grazie a un’innovazione all’avanguardia, gli occhi umani per il trapianto rimangono sani più a lungo
La mancanza di organi umani per il trapianto e la difficoltà di conservarli frenano lo sviluppo di terapie rigenerative e di nuovi farmaci. Un nuovo metodo per rianimare e preservare gli occhi umani provenienti da donatori mira a superare questa barriera, aprendo nuove possibilità per il trattamento della degenerazione retinica e di molte altre patologie che possono causare riduzione della vista e cecità. Pia Cosma ha guidato il progetto ECaBox(si apre in una nuova finestra), presso il Centro di regolazione genomica(si apre in una nuova finestra) (CRG) di Barcellona, dove un’équipe multidisciplinare sta realizzando un dispositivo che dà nuova vita agli occhi di persone decedute. «Il nostro obiettivo è consentire di svolgere test preclinici su occhi interi. Gli occhi umani da trapiantare si degradano rapidamente in poche ore, non appena cessa la perfusione sanguigna. ECaBox ne consente la rianimazione e la conservazione al di fuori del corpo», spiega Cosma, ricercatrice universitaria ICREA(si apre in una nuova finestra) e capogruppo presso il CRG, nonché coordinatrice del progetto. ECaBox può essere utilizzato per preservare gli occhi, i quali possono trovare impiego per sperimentare terapie contro il glaucoma, la degenerazione maculare legata all’età, l’occhio secco, la retinopatia diabetica, la retinite pigmentosa e molto altro. Come spiega Cosma: «Un occhio conservato al di fuori del corpo potrebbe essere utile per la ricerca su quasi tutte le malattie oculari. Inoltre, si potrebbe studiare l’applicazione di una terapia per qualsiasi comparto dell’occhio, per qualsiasi malattia.»
Procedure innovative per mantenere gli occhi perfusi e sani post-mortem
I progressi nel campo degli organoidi umani, ovvero tessuti coltivati su una piastra di Petri, permettono di imitare meglio la funzione dell’occhio, ma non riescono a replicarne la complessità fisiologica. Poiché generalmente gli organoidi non hanno vasi sanguigni, non possono riprodurre correttamente la complessa retina umana, che dipende delle sostanze nutritive fornite da tali vasi. «Qualsiasi terapia retinica si inserisce in questa dinamica vascolare-neuronale, quindi è importante capire come funzionano le terapie in questo contesto fisiologico prima di sperimentarle nell’essere umano», afferma Cosma. Usando un software e strumenti di progettazione 3D, l’équipe ha progettato ECaBox per preservare gli occhi donati per il trapianto e tenere in posizione un tubo di perfusione, in modo da ripristinare il flusso del fluido nei vasi sanguigni oculari. Gli occhi dei donatori umani sono stati raccolti dopo il decesso con il consenso scritto dei familiari, ai sensi della legge spagnola e dopo l’approvazione dei comitati etici ospedalieri. «I sistemi di pompaggio e ossigenazione controllano il flusso di fluidi e l’idratazione corneale quando gli occhi vengono preservati al di fuori del corpo», osserva Cosma. Per rianimare e preservare gli occhi, un tubo sottile viene inserito in un’arteria oculare e fissato in posizione. Il liquido di perfusione per elettrofisiologia, una soluzione salina o tampone specializzata e controllata, viene pompato attraverso l’arteria a velocità di flusso controllate e la struttura dell’occhio e il riempimento dei vasi sanguigni vengono esaminati usando immagini della retina, scansioni ottiche e radiografie 3D ad alta risoluzione. Le immagini vengono poi elaborate tramite modelli di intelligenza artificiale (AI) per identificare e analizzare i vasi sanguigni. Quindi, le reti di vasi vengono allineate, suddivise in regioni e misurate in termini di lunghezza, volume e densità per consentire il confronto tra gli occhi. Anche l’intelligenza artificiale ha un ruolo fondamentale in questo lavoro: «Possiamo determinare la salute della retina usando la colorazione dei tessuti, l’immaginografia cellulare, la citometria a flusso per misurare le cellule vive e le registrazioni elettriche delle risposte retiniche alla luce. Il danno retinico può essere valutato e poi classificato con modelli di intelligenza artificiale addestrati sulle immagini istologiche.»
Progressi importanti nei trapianti d’organo
Lo studio è una prova di concetto che dimostra che gli organi conservati ex vivo sono utili per lo sviluppo di terapie, e ha implicazioni nel campo dei trapianti di organi. ECaBox ridurrà notevolmente i costi farmaceutici, consentendo la sperimentazione di molte più terapie. «Abbiamo avuto dimostrazioni di interesse dagli Stati Uniti. Inoltre, i dati in nostro possesso dimostrano che i test preclinici possono essere valutati in tessuti post-mortem, come parte della batteria standard di test preclinici che un’azienda farmaceutica esegue con una nuova terapia», aggiunge Cosma.
