Una rara alterazione genetica capace di compromettere la vista fin dall’infanzia può colpire sia gli esseri umani sia i cani. Il gene coinvolto si chiama CaBP4 ed è fondamentale per la corretta trasmissione dei segnali all’interno della retina. Proprio studiando alcuni cani affetti da questa condizione, un gruppo di ricercatori guidato dalla Michigan State University ha ottenuto un risultato che potrebbe avere implicazioni importanti anche per la ricerca sulle malattie retiniche umane.
L’esperimento, però, è stato condotto esclusivamente sugli animali. I ricercatori hanno somministrato ai cani una terapia genica capace di fornire alla retina una copia funzionante di CaBP4 e hanno osservato non soltanto un miglioramento della funzione visiva, ma anche modificazioni strutturali compatibili con la riparazione di connessioni nervose che si erano sviluppate in modo anomalo.
Il dato più interessante non è quindi che esista già una nuova cura per la retina umana, ma che un tessuto nervoso adulto abbia mostrato una plasticità che potrebbe aprire nuove strade di ricerca.
Il gene CaBP4 può provocare problemi visivi anche nell’uomo
CaBP4 produce una proteina importante per la comunicazione tra i fotorecettori, le cellule sensibili alla luce, e gli altri neuroni della retina. Quando il gene presenta alterazioni che ne compromettono il funzionamento, la trasmissione del segnale visivo può risultare difettosa. Nell’uomo, mutazioni di CaBP4 possono essere associate a rare forme ereditarie di deficit visivo presenti già durante l’infanzia.
Una condizione simile può verificarsi anche nei cani ed è proprio su questi animali che è stato condotto il nuovo studio. I ricercatori avevano identificato una mutazione di CaBP4 responsabile della perdita della vista in un gruppo di whippet. Da qui è nata l’idea di intervenire direttamente sulla causa genetica, fornendo alle cellule retiniche una versione funzionante del gene.
La terapia è stata testata sui cani
Per effettuare il trattamento, gli studiosi hanno utilizzato un virus modificato e reso innocuo, impiegato come vettore per trasportare una copia corretta del gene CaBP4 all’interno della retina. La terapia è stata somministrata una sola volta.
Dopo il trattamento, la funzione visiva dei cani è migliorata in maniera significativa, soprattutto in condizioni di scarsa illuminazione, nelle quali il deficit legato a CaBP4 tende a manifestarsi maggiormente.
Nelle regioni trattate è stato osservato anche un deterioramento minore della retina rispetto alle aree non sottoposte alla terapia. La parte più sorprendente dello studio, tuttavia, è arrivata osservando la struttura del tessuto retinico.
Le connessioni della retina si sono riorganizzate
I ricercatori hanno osservato cambiamenti nello strato plessiforme esterno, o OPL, una regione fondamentale della retina nella quale i fotorecettori comunicano con le cellule che trasmettono il segnale verso le strutture successive del sistema visivo.
Quando CaBP4 non funziona correttamente, questo strato può svilupparsi in modo incompleto. Dopo la terapia genica, l’OPL nelle aree trattate è risultato significativamente più esteso, mostrando una configurazione più vicina a quella normale.
Sono inoltre aumentati e maturati i cosiddetti nastri sinaptici, strutture specializzate necessarie alla comunicazione tra le cellule sensibili alla luce e i neuroni della retina. Secondo Billie Beckwith-Cohen, oftalmologa veterinaria della Michigan State University, il gruppo ha individuato tre differenti cambiamenti strutturali che sostengono l’esistenza di una plasticità della retina adulta.
Potrebbe interessarti anche:
- Gli occhi possono rivelare quanto stai invecchiando? Lo studio
- Miopia pediatrica: perché è importante seguirne l’evoluzione nel tempo
- Fibrillazione atriale, segnali nella retina 4 anni prima
Non si trattava soltanto della formazione di nuove componenti: alcune anomalie presenti prima del trattamento sembravano essere state almeno parzialmente corrette.
Una retina adulta può ancora modificarsi
Questo aspetto è particolarmente importante. Le alterazioni osservate nei cani derivavano infatti da un problema genetico che aveva interferito con lo sviluppo della retina già nelle prime fasi della vita.
Ci si sarebbe quindi potuti aspettare che, una volta raggiunta l’età adulta, l’organizzazione anomala delle connessioni nervose fosse ormai definitiva. Lo studio suggerisce invece che la retina adulta conservi una capacità di rimodellamento: una volta ripristinata l’informazione genetica corretta, alcune strutture hanno continuato a maturare e riorganizzarsi. Gli autori descrivono un recupero che ha portato l’organizzazione anatomica dello strato plessiforme esterno verso una configurazione quasi normale.
I miglioramenti sono durati fino a tre anni
Gli animali sono stati seguiti, in alcuni casi, per periodi fino a tre anni. Le modificazioni osservate non sono quindi risultate soltanto temporanee.
I ricercatori hanno rilevato una persistenza del miglioramento funzionale e delle modificazioni strutturali della retina, suggerendo che le connessioni sviluppate dopo la terapia possano mantenersi nel tempo.
Lo studio mostra in particolare che i nastri sinaptici possono maturare e allungarsi anche nell’età adulta, dopo che la terapia genica ha ripristinato il corretto funzionamento di CaBP4.
Perché il risultato interessa anche la medicina umana
Il collegamento con l’uomo deriva dal fatto che CaBP4 svolge un ruolo simile anche nella retina umana e che mutazioni dello stesso gene possono causare rare patologie visive nelle persone.
I ricercatori ritengono quindi possibile che un approccio simile possa, in futuro, essere studiato anche nell’uomo. Ma si tratta ancora di una possibilità da verificare. Lo studio non comprende pazienti umani e non dimostra che una terapia analoga sarebbe altrettanto efficace o sicura nelle persone. Prima di arrivare a un eventuale utilizzo clinico saranno necessari ulteriori studi preclinici e, successivamente, sperimentazioni sull’uomo.
Il risultato potrebbe andare oltre la singola malattia
La patologia legata a CaBP4 è rara sia nei cani sia nelle persone, ma il valore della ricerca potrebbe essere più ampio. Il punto centrale è infatti la dimostrazione che un circuito nervoso retinico adulto danneggiato o sviluppato in modo anomalo può ancora essere modificato dopo la correzione del difetto genetico.
Questo principio potrebbe aiutare a comprendere meglio la capacità di recupero della retina anche in altre condizioni. I ricercatori intendono ora approfondire il ruolo della segnalazione del calcio, processo nel quale la proteina CaBP4 è direttamente coinvolta e che contribuisce alla comunicazione tra le cellule retiniche.
Non è ancora una terapia disponibile per le persone
Il risultato va quindi letto per quello che è: un importante studio preclinico su un modello animale. Nei cani trattati, la terapia genica ha migliorato la funzione visiva, ridotto il deterioramento della retina e favorito la riorganizzazione di strutture nervose che non si erano sviluppate correttamente.
Il fatto che lo stesso gene sia coinvolto anche in alcune rare patologie della vista umana rende il risultato particolarmente interessante per la ricerca. Ma non significa che oggi sia possibile utilizzare questa terapia per riparare la retina delle persone.
La scoperta più solida riguarda, per ora, la biologia della retina: anche nell’età adulta, almeno nei cani studiati, alcune connessioni nervose conservano la capacità di maturare, riorganizzarsi e avvicinarsi a una struttura normale quando viene corretta la causa genetica del problema.
Fonte:
Molecular Therapy Advances - Gene therapy induces synaptic ribbon maturation, synaptogenesis and vision recovery in an adult dog model of retinal degeneration
