Cornea, ricreata in 3D usando cellule staminali

La cornea è un tessuto trasparente che riveste la superficie anteriore dell’occhio, una sorta di piccola cupola che rappresenta la “barriera” esterna del bulbo oculare.

Ha uno spessore di poco superiore al mezzo millimetro (520-540 µm) ed è composta da 5 strati: epitelio, membrana di Bowman, stroma, membrana di Descemet ed endotelio.

In condizioni fisiologiche normali la cornea è trasparente, avascolare, speculare: è priva di vasi sanguigni, permette ai raggi luminosi di entrare nell’occhio e li fa convergere sulla retina dopo essere passati attraverso il cristallino. Quando la cornea è però danneggiata a causa di traumi, infezioni o malattie, perde la sua trasparenza: le immagini non sono più nitide e la vista risulta ridotta o compromessa; nei casi estremi si può arrivare alla cecità, ma spesso è possibile intervenire con un trapianto di cornea totale o parziale (cheratoplastica perforante o lamellare), ripristinando così la funzione visiva.

Le patologie infiammatorie (cheratiti) hanno come cause più frequenti gli agenti infettivi, (batteri, virus, funghi) perché estremamente frequenti e spesso veicolati dall’acqua (anche quella con cloro come le piscine). Tali affezioni sono spesso favorite dall’utilizzo di lenti a contatto. Le cheratiti, se non trattate tempestivamente, possono lasciare cicatrici permanenti che possono diminuire la qualità visiva se interessano la parte centrale della cornea corrispondente alla pupilla.

Ma la cornea si può anche deformare. Per ectasie corneali si intende un gruppo di patologie congenite, a carattere multifattoriale, caratterizzate dall’alterazione della normale curvatura corneale. Le più frequenti sono: il cheratocono, la degenerazione marginale pellucida, la megalocornea e la microcornea. Le distrofie corneali sono un gruppo di disturbi progressivi, solitamente bilaterali (colpiscono entrambi gli occhi), in gran parte geneticamente determinati, di natura non infiammatoria, che causano opacizzazione del tessuto; l’età di presentazione varia a seconda della malattia considerata.

Nei casi più gravi, come abbiamo detto, si ricorre al trapianto: solo pochi anni fa il trapianto di cornea era sinonimo di “cheratoplastica perforante”, intervento in cui viene sostituito l’intero spessore della cornea. Oggi sono sempre più frequenti gli interventi di cheratoplastica lamellare anteriore o posteriore, che prevedono cioè la sostituzione solo della parte anteriore o posteriore della cornea, a seconda delle differenti patologie che colpiscono l’occhio e delle esigenze chirurgiche.

Il trapianto richiede una cornea sana, che proviene da un donatore deceduto. Tutte le persone comprese nella fascia d’età tra i 4 e i 79 anni sono potenziali donatori. Possono donare anche persone con problemi visivi, come la miopia o la cataratta.

Ma ora c’è anche una speranza in più, che può eliminare il problema di trovare un donatore: in Gran Bretagna è stata infatti realizzata la prima cornea stampata in 3D, ottenuta con uno speciale bio-inchiostro fatto di cellule staminali umane e sostanza aggreganti.

Ottenuto nell’università britannica di Newcastle e pubblicato sulla rivista Experimental Eye Research, il risultato è un prototipo, come rilevano gli autori della ricerca, Abigail Isaacson, Stephen Swioklo e Che Connon.

Dopo gli ultimi perfezionamenti la tecnica potrà “assicurare in futuro – dicono i ricercatori – una riserva illimitata di organi” per i trapianti di cornea.

Il dottor Connon, assieme ai colleghi, è riuscito a ricreare una copia di una cornea umana, la parte frontale trasparente dell’occhio, usando una stampante 3D alimentata con una miscela di collagene, alginato, cioè gelatine naturali, e cheratociti, le cellule presenti all’interno della cornea, che ne mantengono struttura e funzionalità.

L’annuncio di Connon, anche se seguito dal consueto «serviranno ancora anni di ricerca prima che la nostra tecnica sia applicata all’uomo», ha suscitato speranza che in un futuro non troppo distante l’intera cornea possa essere ricostruita in laboratorio da cellule del paziente.

«Sono però speranze ancora premature», avverte Graziella Pellegrini, professoressa di Biologia all’università di Modena-Reggio Emilia e coordinatrice della terapia cellulare del Centro di Medicina Rigenerativa dell’ateneo, dove si ricostruisce l’epitelio corneale da staminali da 20 anni.

«Non è la prima ricerca che propone la ricostruzione dello stroma cellulare tramite stampa 3D – avverte – ci provò già un progetto europeo, a cui ho partecipato, nel 2004, testando poi i risultati su conigli. E una decina di anni fa la collega americana May Griffith realizzò cornee con questa tecnica, e le impiantò anche in pazienti. In entrambi i casi, purtroppo, i risultati non sono stati buoni».

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