Transplantul de celule stem destinate să înlocuiască fotoreceptorii pierduți oferă o speranță pentru persoanele afectate de boli degenerative ale retinei, cum sunt retinopatiile. Totuși, o problemă importantă persistă: multe dintre celulele transplantate nu supraviețuiesc suficient de mult pentru a se integra în țesutul retinei și a contribui la redarea vederii.

Un grup de cercetători de la Penn Vet, coordonat de Raghavi Sudharsan și William A. Beltran, în colaborare cu echipe de la Universitatea Wisconsin-Madison și de la Harvard Medical School, a identificat un motiv important pentru acest eșec timpuriu. Într-un studiu publicat în Stem Cell Research & Therapy, echipa a arătat că celulele transplantate mor în număr mare în primele zile după ce sunt injectate în retină, chiar și atunci când sunt luate măsuri pentru a preveni respingerea de către sistemul imunitar.

Cercetătorii au descoperit că această pierdere rapidă a celulelor este cauzată de un stres metabolic acut. Celulele cresc inițial într-un mediu bogat în nutrienți, dar după transplant sunt expuse unui mediu mult mai sărac, ceea ce provoacă deteriorări și moarte celulară în scurt timp.

„Rezultatele subliniază cât de vulnerabile sunt aceste celule în primele zile de după transplant,” a explicat Raghavi Sudharsan, profesor asistent în oftalmologie experimentală. Ea a adăugat că până acum s-a pus accentul pe respingerea imună, însă studiul arată că stresul metabolic este o provocare la fel de importantă.

Pentru a înțelege mai bine ce se întâmplă, cercetătorii au folosit metode de imagistică non-invazivă și au observat moartea celulară în stadii timpurii, indiferent dacă retina gazdă era sănătoasă sau deja afectată. Analizele genetice detaliate (secvențiere ARN la nivel de celulă) au indicat prezența unor semne clare de stres metabolic. Aceste rezultate au fost confirmate și prin tehnici de laborator care au arătat că celulele suferă daune oxidative la scurt timp după transplant.

Totuși, o parte dintre celule au reușit să supraviețuiască și să continue dezvoltarea. În retina care mai păstra încă fotoreceptori, aceste celule transplantate au început să formeze structuri ce semănau cu conexiuni sinaptice, sugerând că integrarea este posibilă în anumite condiții.

„Datele arată că o anumită afectare a retinei este de fapt necesară pentru ca celulele transplantate să se poată integra,” a spus William A. Beltran, profesor în cadrul Departamentului de Medicină Clinică și director al diviziei de terapii retiniene experimentale. El a precizat însă că, dacă boala este prea avansată, mediul devine prea dificil pentru ca celulele să mai supraviețuiască.

Această observație definește un interval de timp important pentru intervenție: o perioadă în care retina este afectată, dar încă suficient de funcțională pentru a permite celulelor transplantate să se integreze. În stadii foarte avansate ale bolii, șansele de succes ale transplantului scad considerabil.

Studiul a fost realizat cu sprijinul Institutului Național pentru Ochi din SUA și a mai multor organizații de cercetare în domeniul vederii. Cercetătorii recomandă ca viitoarele terapii să ia în considerare metode prin care celulele să fie ajutate să facă față tranziției metabolice, de exemplu, prin condiționare prealabilă, livrare cu ajutorul unor suporturi sau suplimentarea cu nutrienți.

„Pe măsură ce ne apropiem de aplicarea acestor terapii la oameni, va fi important să înțelegem cum reacționează atât celulele transplantate, cât și retina care le primește,” a spus Raghavi Sudharsan.

Din echipa de autori au făcut parte și Natalia Dolgova, Jennifer Kwok, Alexa Gray, Yu Sato, John H. Wolfe și Gustavo D. Aguirre (Penn Vet), Agustin Luz Madrigal, Praveen Joseph Susaimanickam și David M. Gamm (Universitatea Wisconsin-Madison), precum și Emil Kriukov și Petr Baranov (Harvard Medical School).

Sursa: vet.upenn.edu