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Apr 26, 2023

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Communications Biology volume

Biologia delle comunicazioni volume 6, numero articolo: 164 (2023) Citare questo articolo

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Gli organoidi retinici tridimensionali (retine 3D) sono una promettente fonte di innesto per la terapia dei trapianti. In precedenza abbiamo sviluppato una cultura auto-organizzante per la generazione di retina 3D da cellule staminali pluripotenti umane (hPSC). Qui presentiamo un metodo di controllo della qualità e studi preclinici per il trapianto di fogli di tessuto. Le hPSC auto-organizzanti si sono differenziate in tessuti retinali e fuori bersaglio. Le analisi dell'espressione genica hanno identificato i principali tessuti fuori bersaglio come tessuti correlati agli occhi, simili alla corteccia e simili al midollo spinale. Per il controllo di qualità, abbiamo sviluppato un test basato su qPCR in cui ciascun neuroepitelio derivato da hPSC è stato sezionato in due fogli di tessuto: foglio centrale interno per il trapianto e foglio periferico esterno per qPCR per garantire la selezione del tessuto retinico. Durante la qPCR, i fogli di tessuto sono stati conservati per 3-4 giorni utilizzando un metodo di conservazione di nuova concezione. In uno studio di tumorigenicità sui ratti non sono stati osservati eventi avversi correlati al trapianto. Nei ratti modello di degenerazione retinica, i trapianti di retina si sono differenziati in fotorecettori maturi e hanno mostrato risposte alla luce nei test elettrofisiologici. Questi risultati dimostrano la nostra logica verso la terapia di trapianto di fogli retinici auto-organizzanti.

Le cellule staminali pluripotenti (PSC) hanno la capacità di auto-organizzare il tessuto neurale tridimensionale (3D)1. Gli aggregati auto-organizzanti con tessuto 3D sono chiamati organoidi e rappresentano fonti di innesto promettenti per la terapia di trapianto di cellule/tessuti. Per quanto riguarda la terapia del trapianto di retina umana, sono stati sviluppati diversi metodi di differenziazione retinica2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21,22. Tra questi, una tecnologia di coltura di cellule staminali auto-organizzanti, SFEBq (coltura flottante priva di siero di aggregati simili a corpi embrionali con aggregazione rapida), è utile per la generazione di retina 3D5,6,7,8,15,17. Abbiamo precedentemente modificato il metodo SFEBq mediante un trattamento temporizzato con la proteina morfogenetica dell'osso (BMP) per generare retine 3D da cellule staminali embrionali umane (ESC) prive di alimentatore e cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC)7,8. Le retine 3D in questo sistema di coltura contengono progenitori retinali neurali (retinici) che si espandono per dare origine a fotorecettori e altri neuroni retinici e formano un tessuto retinico stratificato multistrato in modo dipendente dallo stadio, ricapitolando lo sviluppo in vivo.

La retinite pigmentosa è un gruppo di malattie ereditarie caratterizzate dalla progressiva perdita dei fotorecettori dei bastoncelli seguiti dai fotorecettori dei coni ed è la principale causa di cecità nei paesi sviluppati. Il trapianto di fotorecettori e/o progenitori retinici rappresenta un'opzione terapeutica promettente23,24,25,26. In effetti, il trapianto di tessuti retinici e cellule da tessuti embrionali primari ha il potenziale per migliorare la funzione visiva23,27,28,29, sebbene i contributi dell'attecchimento di tessuto/cellule e del trasferimento di materiale donatore-ospite rimangano da studiare30. Per fornire quantità adeguate di tessuti e cellule retinali per la terapia cellulare, le retine 3D generate dalle PSC rappresentano una promettente fonte di innesto. I precursori dei fotorecettori purificati dalle retine derivate da PSC possono sopravvivere, entrare in contatto con la retina ospite e migliorare la funzione visiva10,17,18,26,31,32. Fogli di tessuto retinale umano e di topo (fogli retinici di seguito) sezionati da retine 3D si sono innestati in topi e ratti modello di degenerazione retinica allo stadio terminale e hanno mostrato una maturazione funzionale che ha portato al ripristino delle risposte alla luce33,34,35,36,37. Inoltre, le retine 3D derivate da hPSC avevano una bassa immunogenicità e proprietà immunosoppressive38. Il trapianto di fogli retinici PSC umani in modelli di degenerazione retinica di primati ha mostrato un attecchimento a lungo termine per 2 anni36,39. Questi studi preclinici sui trapianti indicano che i fogli retinici allogenici derivati ​​​​da PSC hanno il potenziale per migliorare la funzione visiva.