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Cornea artificiale fatta con collagene di maiale restituisce la vista ai ciechi

La cornea artificiale realizzata con collagene di pelle suina si è rilevato un ottimo metodo per il recupero della vista di 14 pazienti ciechi. Ciò significa migliorare i limiti imposti dal trapianto di cornee naturali e superare la carenza di donatori.

Categorie Biomateriali · Medicina · Organi artificiali

In Svezia un gruppo di ricercatori dell’università di Linköping e dell’azienda LinkoCare Life Sciences hanno realizzato una cornea artificiale derivante da molecole di collagene di pelle di maiale. Tale cornea artificiale è stata impiantata su 12 persone Iraniane e 8 Indiane (paesi dove il tasso di cecità è molto alto e i trapianti di cornea molto rari a causa delle mancate possibilità economiche). Dei 20 soggetti volontari, 14 erano classificati come legalmente ciechi. A distanza di due anni 19 hanno migliorato la vista e 3 hanno recuperato 10/10, a dimostrazione del fatto che l’impianto è in grado di correggere i danni legati alla malattia, ripristinando lo spessore e la struttura della cornea. I risultati della sperimentazione sono pubblicati sulla rivista scientifica del Nature Biotechnology.

La cornea artificiale come una lente posta sopra l'occhio
La cornea artificiale come una lente posta sopra l’occhio

Le malattie della cornea tra le principali cause di cecità

Le liste di attesa per un trapianto corneale sono molto lunghe a causa della mancanza di donatori, questo è il motivo per cui la cornea artificiale potrebbe essere un’ottima soluzione. Le malattie della cornea sono una delle principali cause di cecità con circa 10 milioni di pazienti in tutto il mondo. Inoltre questa malattia colpisce più bambini e giovani adulti rispetto ad altre malattie come la degenerazione maculare. Questo è il motivo per cui il trapianto di cornea è il più comune con circa 185000 trapianti eseguiti ogni anno in 116 paesi.

Purtroppo le liste di attesa per il trapianto di cornea sono molto lunghe dato che la domanda di cornee donate supera di gran lunga l’offerta: si stima che 12,7 milioni di persone attendono un donatore di cornea, con una cornea disponibile ogni 70 richieste. È da questa esigenza che nasce l’idea di sviluppare una soluzione economica, accessibile e facile da sostituire alla cornea naturale.

Oltre alla carenza di donatori di cornee, altro importante limite è la gestione logistica richiesta in merito al trapianto che coinvolge l’elaborazione, il trasporto e lo stoccaggio, difficili da mantenere in paesi in via di sviluppo dove mancano le strutture necessarie. Inoltre, il tessuto biologico, se non trattato nel modo corretto, può trasmettere infezioni come la tubercolosi, l’epatite C e le infezioni veneree.

Esempio di cornea artificiale realizzata con polimeri
Due esempio di cornea artificiale realizzata con polimeri purificati – Artificial Cornea: Past, Current and Future Directions, 2018

La cornea è un tessuto altamente complesso e innervato

Il componente principale del sistema ottico oculare è la cornea, situata nella parte anteriore dell’occhio, coprendo la pupilla, l’iride e la camera anteriore. La cornea è composta da tre strati cellulari (epitelio, stroma ed endotelio) e due membrane (la membrana di Bowman e di Descement). Lo strato più esterno, l’epitelio, che costituisce il 10% dello spessore corneale totale, è costituito da cellule stratificate con giunzioni strette, che formano una barriera protettiva. Tra l’epitelio e lo stroma si trova lo strato di Bowman, uno strato spesso noto come estensione modificata dello stroma. Lo stroma costituisce il 90% dello spessore corneale totale.

Protegge l’occhio dall’ambiente esterno contribuendo al 65-75% di tutta la trasmissione della luce alla retina, consentendo la visione. A separare lo stroma corneale posteriore e l’endotelio c’è la membrana di Descemet, che è una matrice densa, spessa, alquanto trasparente, priva di cellule. Per quelli con disturbi, la membrana di Descemet è a volte l’unico strato rimasto per mantenere l’integrità dell’occhio. L’endotelio è costituito da un unico strato di cellule esagonali. La funzione dell’endotelio è quella di regolare e mantenere l’idratazione stromale.

Lo stroma corneale, che definisce la maggior parte della cornea, è costituito principalmente da collagene. Il collagene forma una complessa struttura reticolare che fornisce una forza considerevole, ma è difficile da replicare in laboratorio utilizzando collagene purificato di specie e tessuti animali. Infatti sono diversi e costosi i trattamenti da applicare agli idrogel di collagene, per aumentare la resistenza alle forze di trazione e compressione.

cornea artificiale e occhio umano
Struttura dell’occhio umano – Artificial Cornea: Past, Current and Future Directions, 2018

Perché ancora si è titubanti nell’utilizzare la cornea artificiale?

La cornea artificiale realizzata con collagene di origine suina ha dato la possibilità di ripristinare la vista ai casi più gravi, dove le cornee naturali hanno fallito, superando i rigetti immunitari e, ad oggi, sono in continua evoluzione tecnologica.

Purtroppo, attualmente sono utilizzate come ultima risorsa solo per le cecità corneali allo stadio terminale associate a gravi malattie della superficie oculare o a seguito di trapianti non andati a buon fine. Le cause risiedono nel fatto che sono scomode da indossare e il trapianto è molto complesso, spesso sono necessari più interventi chirurgici e farmacologici a lungo termine. In più il campo visivo viene limitato e non ha un bell’aspetto estetico. Le complicanze post operatorie, come il glaucoma, sono ancora molto probabili.

Il coordinatore dello studio sulla cornea artificiale con collagene derivante dalle molecole di maiale, condotto in Svezia, Neil Lagali, afferma che i risultati mostrano che è possibile sviluppare un biomateriale che soddisfi tutti i criteri per essere utilizzato per impianti umani, che può essere prodotto in serie e conservato fino a due anni e quindi raggiungere un numero ancora maggiore di persone con problemi di vista. Questo rende possibile aggirare il problema della carenza di tessuto corneale donato e consente l’accesso ad altri trattamenti per le malattie degli occhi.