CUENEWS Biomed » Biomateriali » Cheratocono: nuova terapia per l’assottigliamento corneale

Cheratocono: nuova terapia per l’assottigliamento corneale

Un nuovo biomateriale iniettabile si trasforma in una struttura 3D trasparente simile al tessuto corneale quando esposto a una luce blu a bassa energia; questa nuova terapia ha buone implicazioni nei pazienti affetti da cheratocono.

Categorie Biomateriali · Innovazione · Terapeutica
Vuoi leggere oltre 10mila articoli di scienza e tecnologia senza pubblicità?
ABBONATI A 0,96€/SETTIMANA

In molti casi per trattare le patologie corneali si incorre nei trapianti da donatore. Purtroppo, vi è una carenza globale di tessuti donati, per tale ragione un nuovo studio cerca di superare tale limitazione. Infatti, recentemente si sono sviluppati nuovi biomateriali trasparenti che risultano fotoattivanti a bassa energia, con il fine di ripristinare lo spessore corneale. L’assottigliamento della cornea è causato da infezioni batteriche o da malattie come il cheratocono; tale disturbo può portare alla cecità se non curato.

occhio
Anatomia dell’occhio umano.

Cos’è la cornea?

La cornea è una parte anatomica dell’occhio ed è responsabile di due terzi del potere di messa a fuoco dell’occhio. Le malattie della cornea che portano alla perdita della sua trasparenza sono tra le cause più comuni di cecità; queste patologie colpiscono 57 milioni di pazienti in tutto il mondo e questo numero sta aumentando a causa dell’incremento della popolazione e dell’invecchiamento. Tuttavia, anche le condizioni in cui la chiarezza ottica è mantenuta, ma la visione è distorta, portano all’assottigliamento della cornea. I disturbi legati all’assottigliamento corneale possono essere causati da malattie degenerative, autoimmuni, infettive, traumatiche o chirurgiche.

cornea
In foto è visibile la parte anteriore dell’occhio – Credit: Ralph C. Eagle Jnr/Science Photo Library

Trattamenti attuali per l’assottigliamento della cornea

Attualmente, il miglior trattamento per l’assottigliamento della cornea è la sostituzione con una non danneggiata donata. Sfortunatamente, però, c’è una carenza mondiale di cornee da donatore, il che significa che solo un piccolo numero di persone può riceverle. Inoltre, la chirurgia del trapianto di cornea è abbastanza invasiva e possono verificarsi complicazioni post-chirurgiche.

team chirurgico
In figura un team di chirurghi mentre esegue un’operazione.

Cos’è il cheratocono?

Il cheratocono è un esempio di una comune malattia da assottigliamento corneale che colpisce circa 20 persone su 1000. Mentre l’eziologia al di là delle origini genetiche e ambientali non è chiara, l’infiammazione e lo stress ossidativo hanno un ruolo nello sviluppo e nella progressione della malattia. Le caratteristiche del cheratocono sono l’eccessiva degradazione delle fibre di collagene da parte delle metalloproteasi della matrice e la perdita dei cheratociti stromali corneali. Attualmente, le prime fasi del cheratocono sono di solito gestite con lenti a contatto terapeutiche, mentre le fasi successive sono trattate con la reticolazione corneale per stabilizzare il collagene rimanente e prevenire un’ulteriore degradazione. Tuttavia, nei casi più gravi, è necessario un trapianto di cornea chiamato cheratoplastica. Il cheratocono e i relativi disturbi non infiammatori dell’assottigliamento corneale sono tipicamente associati all’assottigliamento progressivo ed al rigonfiamento con conseguente distorsione e perdita della vista.

cheratocono
Differenza tra un paziente sano ed uno con cheratocono – Credits: Mayo Clinic

Lo studio sull’assottigliamento corneale

Recentemente, un team di ricercatori ha sviluppato una procedura relativamente semplice per superare le limitazioni appena descritte. Durante il trattamento si crea chirurgicamente una piccola tasca nella cornea, in cui il materiale viene iniettato. In seguito, dopo l’iniezione del biomateriale, questo si espone ad impulsi di luce blu a bassa energia indurendosi in una struttura 3D simile al tessuto corneale nel giro di pochi minuti. Terminata la procedura il nuovo biomateriale diventa trasparente.

Schema dello studio – Credits: Advanced Functional Materials

Composizione dei biomateriali iniettati nello studio

I biomateriali iniettati sono composti da peptidi corti e glicosamminoglicani (condroitina, acido ialuronico) che si assemblano in un hydrogel quando attivati con luce blu a bassa energia. Il dosaggio di luce blu pulsata necessaria per l’attivazione del materiale è minimo a 8.5 mW cm−2, eludendo così qualsiasi citotossicità della luce blu. L’iniezione intrastromale di questi biomateriali dimostra che due interazioni delle formulazioni rimangono stabili in situ senza stimolare un’infiammazione significativa o una neovascolarizzazione. L’uso di basse intensità di luce e la capacità dei materiali sviluppati di ricostruire in modo stabile e cambiare la curvatura del tessuto corneale rendono queste formulazioni attraenti per la traduzione clinica.

I materiali a base di peptidi hanno proprietà fisiche biocompatibili con l’ambiente corneale – Credits: Advanced Functional Materials

Test eseguiti in vivo su topi

La tecnologia è stata finora testata su topi vivi; gli animali utilizzati nello studio non hanno presentato effetti collaterali. Inoltre, si è attuata la nuova procedura chirurgica su una cornea di maiale estratta. Successivamente saranno necessari test su animali più grandi, dopo di che si inizieranno le prove sull’uomo.

Conclusioni e prospettive future

In conclusione, si è creato il nuovo biomateriale per imitare al meglio la struttura corneale. I dati raccolti indicano che i biomateriali utilizzati non sono tossici e rimangono per diverse settimane in un modello animale senza creare rigetto. Si prevede che il materiale rimarrà stabile e non sarà tossico nelle cornee umane.

FONTI VERIFICATE