Trattamento potenziale delle cellule staminali per le retinite pigmentose ed altre degenerazioni retiniche

Un gruppo dei ricercatori dal The Scripps Research Institute poteva conservare la funzione visiva in mouse che geneticamente sono stati predisposti a sviluppare una malattia degenerante profonda che distrugge le loro retine.

Il gruppo ha iniettato le cellule staminali midollo-derivate osso adulto dai mouse o gli esseri umani nella parte posteriore degli occhi del mouse in una fase appropriata dello sviluppo e di queste iniezioni hanno accorciato drammaticamente la degenerazione retinica. Nell'ultima edizione del giornale di ricerca clinica, il gruppo indica che gli occhi trattati dei mouse, una volta confrontati ai colleghi occhi non trattati, hanno avuti un sistema vascolare retinico completamente normale, significativamente aveva migliorato il tessuto retinico ed aveva risposto ad indicatore luminoso.

“I risultati sorprendenti dal Dott. Friedlander e colleghi stabiliscono un paradigma drammaticamente nuovo per la comprensione e potenzialmente trattando le malattie degeneranti retiniche facendo uso ad un di un approccio basato a cella,„ dice Paul A. Sieving, M.D., il Ph.D., Direttore dell'istituto nazionale dell'occhio, istituti della sanità nazionali. “Determinare il meccanismo preciso di questo salvataggio comunicato per cellule presenta una sfida emozionante della ricerca ed è un prioritario per l'istituto.„

Questo approccio potrebbe potenzialmente essere usato per trattare i disordini della retina che hanno degenerazione vascolare e di un neurone. Tali disordini retinici degeneranti ereditati sono conosciuti collettivamente come retinite pigmentose. Secondo l'istituto nazionale dell'occhio, più di 100.000 Americani soffrono dalla retinite pigmentosa, che è causata da più di 100 mutazioni genetiche differenti.

“Per i pazienti con le retinite pigmentose, questo può essere immensamente importante,„ dice Martin Friedlander, M.D., Ph.D., che piombo lo studio. “Nel mouse, abbiamo utilizzato sia il mouse che le cellule umane per conservare l'architettura vascolare e di un neurone quasi normale della retina in un modello di malattia che ordinariamente esibisce la degenerazione profonda. La nostra speranza è che se questi risultati traducono in esseri umani con la malattia, potremmo mantenere più lungamente la visione per questi pazienti.„

Corrente, non c'è modo curare i pazienti con le retinite pigmentose e nessun modo anche rallentare la malattia, dice Friedlander, che è un professore associato nel dipartimento di biologia cellulare e nel capo del servizio della retina nella divisione dell'oftalmologia, dipartimento di chirurgia, alla clinica di Scripps. Friedlander ha avuto un programma di ricerca di lunga durata cercare i nuovi e migliori modi di trattamento delle malattie dell'occhio quali degenerazione maculare senile relativa all'età, retinopatia diabetica e le retinite pigmentose. Quattro anni fa parecchi membri del suo gruppo, compreso Atsushi Otani, M.D., Ph.D. e Michael Dorrell, Ph.D., hanno cominciato ad esplorare l'utilità potenziale delle cellule staminali midollo-derivate osso adulto per il trattamento di questi disordini e una serie di studi ha pubblicato nel corso degli ultimi tre anni ha confermato che un tal approccio può essere utile sia scientifico che clinicamente.

Il tasto a trattare le retinite pigmentose

La retina è analoga di un'estensione del cervello nella parte posteriore dell'occhio. È un livello di vasi sanguigni e di tessuto nervoso che i coperchi circa due terzi della parte posteriore del bulbo oculare ed è connesso al cervello tramite il nervo ottico. Il suo scopo primario è di catturare l'indicatore luminoso e transduce quelle indicazioni di fisico medica nei segnali elettrici, che poi invia alla parte posteriore del cervello in cui i segnali sensoriali sono interpretati nell'esperienza visiva.

Le retine contengono una serie di celle specializzate, compresi i coni retinici ed i coni, che catturano l'indicatore luminoso ed inviano i segnali elettrici al cervello e celle glial di sostegno. La retina egualmente ha un esteso sistema vascolare-un a maglia fine dei vasi sanguigni formati dopo la nascita nel terzo acetonide della gestazione umana e nel primo mese in mouse dalle celle endoteliali, il tipo principale vasi sanguigni delle cellule del rivestimento.

In mouse normali, questi vasi sanguigni retinici si formano durante le prime tre - quattro settimane dopo la nascita e forniscono il sangue ai due terzi interni della retina. In mouse che sono predisposti a sviluppare la malattia dell'occhio retinica, il livello esterno della retina che contengono i coni retinici e coni come pure di altri livelli di un neurone degenerati in alcune settimane dopo la nascita. La maggior parte della morte delle cellule si presenta dal apoptosis, o dalla morte programmata delle cellule. I vasi sanguigni retinici sono presenti in tre livelli e nel modello di degenerazione retinica l'imbarcazione retinica più profonda due mette a strati completamente degenerato entro circa un mese dopo la nascita.

In esseri umani con le retinite pigmentose, un trattamento molto simile accade e questo piombo a perdita profonda della visione ed a cecità finale. La malattia comincia come cecità notturna progressiva e la perdita graduale di visione periferica e piombo finalmente per completare la visione di tunnel o per ammontare in alcuni casi alla cecità.

Più di 100 tipi differenti di mutazioni genetiche sono stati documentati che piombo a questa degenerazione della retina e circa una in ogni 3,500 persone soffre da perdita di visione causata dalle retinite pigmentose.

Ma almeno in mouse, Friendlander ed i suoi colleghi hanno trovato che la cecità può essere impedita iniettando le cellule staminali midollo-derivate osso adulto nella parte posteriore dell'occhio.

Un nuovo genere di protezione

L'approccio di base del gruppo comincia con selezionare che cosa sono chiamati cellule staminali negative di stirpe dal midollo osseo. Le cellule staminali adulte del midollo osseo sono “pluripotent„ ed hanno il potenziale di svilupparsi in una serie di tipi differenti delle cellule, quali i globuli rossi, le piastrine, o i globuli bianchi. Le cellule staminali negative di stirpe hanno la capacità, tra l'altro, del tipo principale diventante delle celle- endoteliali di cella che allinea i vasi sanguigni dell'organismo.

Friedlander ed i suoi colleghi hanno trovato che le cellule staminali negative di stirpe, iniettate una volta nell'occhio del mouse, avrebbero localizzato ad un tipo di celle glial a forma di stella di sostegno chiamate astrocytes. Durante lo sviluppo umano prenatale, i astrocytes guidano le celle endoteliali nel posto in cui possono proliferare e formare i vasi sanguigni.

Più successivamente nella vita, in determinate circostanze, i astrocytes prolifereranno e possono fare la stessa cosa, fungente da gavitelli per portare le cellule staminali al sistema vascolare retinico. Queste cellule staminali sono state guidate dai astrocytes retinici al sistema vascolare nella parte posteriore dell'occhio. Là alcuni sono stati incorporati nel sistema vascolare mentre altri hanno preso le posizioni molto vicino ai vasi sanguigni; entrambi potevano sopravvivere-nel fatto, essi sono sembrato essere protetti dalla morte.

Una volta ai siti del sistema vascolare retinico, le cellule staminali fornirebbero un effetto protettivo, salvante e stabilizzante le imbarcazioni retiniche quando avrebbero degenerato altrimenti.

Significativamente, le cellule staminali iniettate protette i neuroni retinici dalla morte allo stesso tempo. La protezione di un neurone è sembrato essere specifica per i coni, i tipi di fotoricettori trovati principalmente nella macula umana, il centro della retina responsabile dell'ammenda, o della lettura, la visione.

Friedlander ed i suoi colleghi hanno studiato la base molecolare di questo trattamento. Risulta che queste cellule staminali sono caricate con un tipo di proteina conosciuto come “le proteine di scossa del calore.„

Queste celle sono ordinamento dei pompieri simili, dice Friedlander. Sono protette dal apoptosis il modo che un pompiere è protetto dal calore e dalle fiamme dall'attrezzo specializzato. E le cellule staminali estendono la loro protezione alle celle circostanti della retina, molto come un pompiere, proteggendo una posizione, potrebbe proteggere un'intera area di un'edilizia bruciante.

Una volta dentro la retina, queste cellule staminali producono le loro proteine di scossa del calore e probabilmente incitano altre celle a produrrle pure, così impedendo la degenerazione retinica e vascolare ordinariamente osservata nei modelli di questo mouse delle retinite pigmentose.

Il punto seguente, dice Friedlander, sarebbe di svolgere gli studi preclinici supplementari puntati su determinando il dosaggio e le tossicità possibili di un trattamento basato su questa ricerca e poi adottando l'approccio nei test clinici.

“Il paradigma clinico è novello e, franco, molto siamo stati sorpresi ai risultati,„ dice Friedlander. “I nostri dati in due modelli del mouse di degenerazione retinica suggeriscono che possa essere possibile usare gli innesti della cellula staminale midollo-derivati osso autologo per fornire vasculo- e un effetto protettivo neurotrophic drammatico in varie malattie degeneranti retiniche compreso il RP e la degenerazione maculare senile.„

Tuttavia, avverte Friendlander, incoraggiante come è che potevano raggiungere lo stesso effetto di salvataggio in mouse con le celle umane del midollo osseo, la tecnica è ancora una certa distanza dalle cliniche. Dal momento che, Friedlander ed i suoi colleghi stanno continuando i loro sforzi con le cellule staminali midollo-derivate osso umano.

“Queste celle sono vero notevoli e forniscono una base di spiegazione razionale per utilizzare gli approcci ricostruttivi vascolari nel trattamento delle malattie in cui il sistema vascolare endogeno è conforme a degenerazione o alla disfunzione,„ lui dice. “Poiché la maggior parte delle malattie che causano la perdita visiva profonda hanno anomalie nel sistema vascolare, l'applicazione clinica potenziale di questo approccio è abbastanza vasta.„

L'articolo “salvataggio della ricerca di degenerazione retinica dalle cellule staminali ematopoietiche negative intravitreally iniettate di stirpe midollo-derivate osso adulto„ è stato creato da Atsushi Otani, da Michael Ian Dorrell, da Karen più gentile, da Stacey K. Moreno, da Steven Nusinowitz, da Eyal Banin, da John Heckenlively e da Martin Friedlander e compare nell'edizione del 15 settembre 2004 del giornale di ricerca clinica. L'articolo di JCI può essere raggiunto a http://www.jci.org.