Da impianti minuscoli alla terapia con idrogeno, nuove innovazioni mirano alla perdita della vista

La vista è il nostro senso più dominante, spesso dato per scontato da chi ce l’ha. Chi non la possiede ne comprende l’importanza, poiché la sua assenza complica l’apprendimento, la lettura, la camminata e vivere la vita al massimo.

Il deficit della vista si verifica quando una condizione oculare compromette la funzione del sistema visivo, il che ha gravi conseguenze per tutta la vita.

Un individuo, se vive a sufficienza, tende a sperimentare almeno una condizione oculare nel corso della vita. A livello globale, circa 2,2 miliardi di persone hanno qualche forma di deficit visivo. In circa la metà di esse, la vista danneggiata può essere prevenuta o non è ancora stata affrontata. In questo contesto, cure tempestive e di qualità sono importanti poiché possono mitigare molte delle conseguenze delle patologie oculari. 

Il deficit visivo rappresenta un onere finanziario non solo per l’individuo ma anche per l’economia globale, con un costo annuo stimato di 411 miliardi di dollari in perdita di produttività. Per ridurre questo peso economico, un team di ricercatori ha impiegato farmaci anti‑infiammatori in idrogel per somministrare efficacemente i farmaci nell’area infiammata e ridurre l’infiammazione della retina.

I ricercatori hanno iniettato nei topi affetti da degenerazione retinica l’idrogel sensibile all’infiammazione carico di farmaci e hanno osservato che i fattori infiammatori della retina si sono ridotti al 6,1%.

È stato riscontrato anche un effetto protettivo sulle cellule fotorecettoriali, che vengono distrutte dalla degenerazione retinica. È notevole che l’idrogel a base di acido ialuronico, consentendo tassi di degradazione differenti per ogni paziente, riduce la necessità di iniezioni ripetute.

Il team prevede di digitalizzare la quantità di farmaco e idrogel utilizzati e il periodo di trattamento in base alla progressione della malattia, per la futura commercializzazione. Altre aree da valutare includono la stabilità a lungo termine del sistema di somministrazione del farmaco e se funzionerebbe anche su altre malattie retiniche, ha osservato il Prof. Seung Ja Oh dell’Università Kyung Hee.

Creare impianti estremamente piccoli con viabilità a lungo termine

Per trattare la cecità, gli impianti visivi sono emersi come una tecnologia spettacolare che consente alle persone con perdita visiva avanzata di riacquistare una certa percezione della vista.

Quando una persona è cieca, la sua corteccia visiva continua a funzionare, in attesa di input. È qui che la stimolazione cerebrale entra in gioco, inviando impulsi elettrici attraverso un impianto alla corteccia visiva del cervello. Per ottenere ciò, sono necessari migliaia di elettrodi—ognuno rappresentante un pixel—per fornire informazioni sufficienti a creare un’immagine.

Secondo Maria Asplund, professoressa di bioelettronica al Chalmers:

“Più elettrodi ‘alimentano’ l’impianto, migliore sarà l’immagine. (L’immagine creata) sarebbe come il cartellone a matrice su un’autostrada, uno spazio scuro e alcuni punti che si illuminerebbero a seconda delle informazioni fornite.”

Mentre questa tecnologia esiste da decenni, necessita di miglioramenti a causa delle sue dimensioni ingombranti, che causano anche cicatrici nel cervello. Inoltre, c’è la questione del materiale dell’impianto, che può essere troppo rigido e corrodersi nel tempo.

Quindi, un team di ricercatori dell’Università di Friburgo, del Netherlands Institute for Neuroscience e della Chalmers University of Technology in Svezia si è riunito per sviluppare un impianto davvero piccolo. Questo impianto è come un ‘filo’ con tutti questi elettrodi, delle dimensioni di un neurone, disposti in fila. 

Disporre di un elettrodo estremamente piccolo significa che un impianto può contenere molti elettrodi, consentendo un’immagine più dettagliata.

“La miniaturizzazione dei componenti dell’impianto visivo è essenziale. Specialmente gli elettrodi, poiché devono essere sufficientemente piccoli da poter risolvere la stimolazione in un gran numero di punti nelle ‘aree visive del cervello’.”

– Capo studio Asplund 

Il punto è che creare un impianto davvero piccolo, combinato con la complessità del corpo umano, comporta sfide, come far durare l’elettrodo piccolo in un ambiente umido e umido per lungo tempo.

L’impianto elettrico in questa ricerca è largo 40 mm e spesso 10 mm, con le parti metalliche spesse solo qualche centinaio di nanometri. Data la sua dimensione ridicola, non può permettersi di corrodere o smettere di funzionare. Per prevenirlo, il team ha utilizzato un polimero conduttivo per proteggere il metallo dalla corrosione e per trasdurre la stimolazione elettrica.

“La combinazione polimero‑metallico conduttivo che abbiamo implementato è rivoluzionaria per gli impianti visivi, poiché significherebbe che potrebbero rimanere funzionali per l’intera durata dell’impianto.”

– Asplund

Lo studio ha raggiunto il primo passo di realizzare un piccolo elettrodo delle dimensioni di una cellula nervosa e farlo funzionare efficacemente nel cervello per molto tempo; il passo successivo è ora “creare un impianto che possa avere connessioni per migliaia di elettrodi”, che Asplund sta già esplorando nel progetto Neuraviper.

Il trattamento delle cellule RPE mostra un grande potenziale per la AMD

La perdita della vista può colpire chiunque indipendentemente dall’età, sebbene la maggior parte delle persone con deficit visivo e cecità abbia più di 50 anni. La degenerazione maculare legata all’età (AMD) è in realtà una delle principali cause di cecità sia nei paesi sviluppati che in quelli in via di sviluppo, ma in modi diversi.

Nei paesi sviluppati, un accumulo di drusen (depositi lipidici) e la successiva degenerazione di parti dell’RPE, della coriocapillaris e della retina esterna causano il deterioramento della vista. Nel frattempo, nei paesi in via di sviluppo, la crescita di vasi sanguigni anomali nella coroide (lo strato intermedio tra retina e sclera) e il loro successivo spostamento nelle cellule RPE porta a emorragie o distacco della retina, causando AMD.

Per aiutare con la questione urgente, i ricercatori dell’Anglia Ruskin University (ARU) ha segnalato un nuovo modo di trattare una causa comune di cecità. In questo nuovo approccio, i ricercatori guidati dalla professoressa Barbara Pierscionek hanno utilizzato la nanotecnologia per costruire una “struttura” 3D, che è stata usata per far crescere cellule retiniche.

Pubblicato su Materials & Design, lo studio ha mostrato la crescita riuscita di cellule epiteliali pigmentarie retiniche (RPE) che sono rimaste sane e vitali per fino a 150 giorni. Le cellule RPE, un unico strato di cellule post‑mitotiche, si trovano appena fuori dalla parte neurale della retina. Quando queste cellule sono danneggiate, la vista può deteriorarsi.

La tecnologia, chiamata ‘elettrofilatura’, è stata usata per la prima volta per creare una struttura su cui le cellule RPE potessero crescere. Quando la struttura è stata trattata con fluocinolone acetonide, uno steroide che protegge dall’infiammazione, la resilienza delle cellule è aumentata.

Promuovendo la crescita delle cellule oculari, lo studio dimostra un enorme potenziale per lo sviluppo futuro di tessuti oculari da trapiantare nell’occhio del paziente. Questo potrebbe anche rivoluzionare il trattamento per una delle forme di AMD.

Il numero di casi di AMD è in realtà previsto in aumento significativo nei prossimi anni. Secondo recenti ricerche, si stima che 77 milioni di persone in Europa avranno qualche forma di degenerazione maculare legata all’età entro il 2050. Questi numeri in crescita implicano una notevole necessità di “servizi sanitari aggiuntivi e allocazione di risorse”.

Di conseguenza, c’è stato un focus sulla ricerca di metodi efficienti per trapiantare queste cellule nell’occhio, e lo studio più recente dimostra che le strutture in nanofibre trattate con la sostanza anti‑infiammatoria possono effettivamente migliorare la funzionalità e la crescita delle cellule RPE. Secondo Pierscionek:

“Questo sistema mostra un grande potenziale di sviluppo come sostituto della membrana di Bruch, fornendo un supporto sintetico, non tossico e biostabile per il trapianto delle cellule epiteliali pigmentarie retiniche. Cambiamenti patologici in questa membrana sono stati identificati come causa di malattie oculari come la AMD, rendendo questa una scoperta entusiasmante che potrebbe potenzialmente aiutare milioni di persone in tutto il mondo.”

Uso del gas H2 per prevenire la perdita della vista da ROP

Mentre la cecità colpisce gravemente le persone anziane, la cecità infantile è altrettanto una questione urgente. I bambini con deficit visivo di solito hanno ritardi nello sviluppo linguistico, motorio, emotivo, sociale e cognitivo, imponendo un onere significativo alle famiglie e alla società.

Nei bambini, la cecità può derivare da diverse cause, tra cui carenza di vitamina A, condizioni congenite, morbillo, rosolia, glaucoma, cataratta infantile, congiuntivite nei neonati e retinopatia della prematurità (ROP).

La retinopatia della prematurità è un problema significativo nei paesi sviluppati e in rapida crescita del mondo. La perdita della vista da ROP è in aumento a causa della maggiore sopravvivenza di neonati a basso peso alla nascita e a bassa età gestazionale.

Questa malattia oculare si verifica nei neonati nati prematuramente o con un peso inferiore a 1,4 kg alla nascita. La ROP si verifica quando vasi sanguigni anomali crescono nella retina. Ciò accade perché i vasi sanguigni della retina iniziano a svilupparsi nel quarto mese di gravidanza e continuano fino alla data di scadenza. Pertanto, quando un bambino nasce prematuramente, questi vasi possono interrompere lo sviluppo normale e la retina sviluppa vasi anomali, che possono crescere nella direzione sbagliata. Quando crescono troppo, questi vasi anomali possono sollevare la retina dalla parte posteriore dell’occhio. 

Non ci sono segni visibili di ROP da cercare o rilevare, ma nei casi avanzati la retina può staccarsi dalla sua posizione normale, condizione chiamata distacco retinico, che può causare perdita della vista e cecità. Se un neonato ha avuto ROP e ha subito danni, può successivamente manifestare occhi che deviano, mancata tracciatura degli oggetti, pupille bianche e difficoltà a riconoscere i volti.

Mentre alcuni neonati hanno casi lievi di ROP e guariscono senza trattamento, altri necessitano di terapie come iniezioni, chirurgia oculare e trattamento laser per proteggere la loro vista e prevenire la cecità.

Oggi, anti‑VEGF e fotocoagulazione retinica sono usati per trattare questa malattia vascolare retinica proliferativa che causa cecità infantile. Tuttavia, sono noti per sviluppare diverse complicazioni.

La terapia laser ha gli svantaggi di perdita permanente della visione periferica e un’alta probabilità di miopia. Nel frattempo, la terapia con agente anti‑fattore di crescita vascolare endoteliale (anti‑VEGF) nei neonati prematuri è associata a un alto tasso di recidiva e potenziali effetti collaterali sistemici.

In questo contesto, l’ultimo studio pubblicato su BMC ha cercato nuove e migliori strategie terapeutiche per prevenire o trattare la ROP. Per questo, i ricercatori dell’Università di Tianjin hanno esaminato la fattibilità dell’idrogeno (H2) come trattamento, investigando i suoi effetti sull’angiogenesi retinica, la neovascolarizzazione e la disfunzione neurogliale nelle retine di topi con retinopatia indotta da ossigeno (OIR).

I ricercatori si sono concentrati sull’idrogeno perché questo elemento è ampiamente considerato un utile metodo antiossidante e neuroprotettivo per trattare le malattie ipossico‑ischemiche (un tipo di danno cerebrale causato dalla mancanza di ossigeno) senza effetti tossici.

L’idrogeno molecolare (H2) è stato riconosciuto come un nuovo gas medico terapeutico grazie alle sue proprietà uniche, come la rapida diffusione nei tessuti, la capacità di scavare selettivamente i ROS altamente tossici e di penetrare le barriere sangue‑retina. Possiede inoltre proprietà anti‑apoptotiche, citoprotettive e anti‑infiammatorie.

Quindi, lo studio ha esposto topi di sette giorni a un’ossigenazione del 75% per cinque giorni prima di riportarli a condizioni di aria normale. Somministrando diverse concentrazioni di gas idrogeno (H2), lo studio ha scoperto che il 3‑4% di H2 non altera l’angiogenesi fisiologica della retina nei topi, ma migliora la vaso‑obliterazione e la neovascolarizzazione.

Inoltre, è stato riscontrato che l’H2 promuove la salute vascolare favorendo la rigenerazione dei vasi sanguigni e riducendo la crescita anomala dei vasi nella retina. L’H2 è stato anche trovato a proteggere le cellule nervose (astrociti) e a prevenire l’infiammazione causata dalla microglia.

Le vie critiche coinvolte sono la modulazione dell’asse Nrf2‑notch e Hif‑1α/VEGF, che svolgono ruoli nella formazione di vasi sanguigni sani e nella riduzione della neovascolarizzazione dannosa. Lo studio ha anche dimostrato che l’inalazione di H2 non influisce negativamente sullo sviluppo retinico normale negli animali sani.

Diversamente dai trattamenti attuali più diffusi, come la terapia laser e le iniezioni anti‑VEGF, che hanno effetti collaterali e colpiscono solo le fasi avanzate della malattia, l’H2 è stato trovato capace di prevenire i danni retinici nelle fasi precoci e promuovere la crescita di vasi sani senza effetti collaterali.

Questi risultati rendono l’H2 un’opzione di trattamento promettente e non invasiva che affronta la radice stessa delle malattie retiniche. Pertanto, lo studio suggerisce che l’H2 potrebbe essere un’alternativa più sicura ed efficace per condizioni come la retinopatia della prematurità (ROP), la retinopatia diabetica (PDR) e altre malattie vascolari retiniche, oppure l’H2 può essere usato in aggiunta ai trattamenti attuali. Secondo lo studio:

“L’H2 può essere stabilito come una strategia di trattamento che si concentra sul vero recupero dell’organo lesionato, piuttosto che semplicemente ritardare la progressione della malattia.”

Tuttavia, lo studio presenta alcune limitazioni. Ad esempio, il team non è riuscito a monitorare i livelli di idrogeno nel plasma e nella retina in tempo reale, e altre vie di segnalazione significative potrebbero contribuire agli effetti protettivi dell’H2 contro la neovascolarizzazione retinica. Inoltre, il modello OIR, sebbene sia frequentemente usato per studiare la neovascolarizzazione sperimentale, potrebbe non rappresentare pienamente le condizioni oculari neovascolari umane.

Aziende coinvolte nel ripristino della vista

Ora, diamo un’occhiata ad alcune aziende di spicco che stanno attivamente lavorando su terapie avanzate e tecnologie per trattare la cecità e i gravi deficit visivi.

#1. Editas Medicine

L’azienda leader nell’editing genetico utilizza la tecnologia CRISPR per sviluppare terapie per varie malattie genetiche, inclusi quelle che causano cecità, come la leber congenital amaurosis (LCA).

Nel 2020, Editas Medicine (EDIT ) ha annunciato la somministrazione al primo paziente nella sperimentazione clinica del CRISPR Medicine AGN-151587 (EDIT-101), somministrato tramite iniezione subretinica, per il trattamento della LCA10, una forma ereditaria di cecità causata da mutazioni nel gene CEP290. Mentre l’azienda ha riportato “risultati clinicamente significativi” per questa sperimentazione BRILLIANCE, ha sospeso l’arruolamento e sta cercando un partner a causa della piccola popolazione interessata. A marzo, i risultati della sperimentazione clinica hanno indicato che il trattamento sperimentale per la LCA era sicuro ed efficace.

Ora, se osserviamo i dati finanziari dell’azienda, ha una capitalizzazione di mercato di 329,9 milioni di dollari con le azioni che scambiano a 4 dollari, in calo del 60,51% YTD. Ha un EPS (TTM) di -2,36 e un P/E (TTM) di -1,70.

Per il Q2 del 2024, l’azienda ha riportato che i ricavi da collaborazioni e altre attività di ricerca e sviluppo sono diminuiti a 0,5 milioni di dollari, le spese di ricerca e sviluppo sono aumentate a 54,2 milioni di dollari e le spese generali e amministrative sono aumentate a 18,2 milioni di dollari. Nel frattempo, al 30 giugno 2024, Editas ha segnalato 318,3 milioni di dollari in contanti, equivalenti di cassa e titoli negoziabili.

“Sono orgoglioso del lavoro del team Editas e dei nostri progressi nella prima metà del 2024 mentre ci avviciniamo a diventare un’azienda di fase commerciale e continuiamo a sviluppare medicinali clinicamente differenziati e trasformativi per le persone che vivono con malattie gravi, precedentemente incurabili.”

– Gilmore O’Neill, CEO di Editas Medicine

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#2. Spark Therapeutics

Precedentemente una società pubblica indipendente con sede negli USA, Spark è stata acquisita dalla multinazionale svizzera del settore sanitario Roche nel 2019 in un accordo da 4,8 miliardi di dollari. Con una capitalizzazione di mercato di 261,48 milioni di dollari, le azioni di Roche attualmente scambiano a 40,39 dollari, in rialzo dell’11,48% YTD. Ha un P/E (TTM) di 19,01 e un EPS (TTM) di 2,12 e paga un rendimento da dividendo del 3,34%.

Il CEO del gruppo Roche, Thomas Schienecke, ha riportato “una crescita molto forte nella prima metà dell’anno” durante la conference call sui risultati 2Q24 dell’azienda. Questo è stato trainato da un aumento dell’8% delle vendite. Il farmaco da prescrizione dell’azienda, Sauvimo, è approvato negli USA per il trattamento di persone con AMD neovascolare.

Spark, nel frattempo, è una società di terapia genica che ha sviluppato Luxturna, la prima terapia genica approvata dalla FDA per la malattia retinica ereditaria LCA. Alla fine dello scorso anno, l’azienda ha collaborato con SpliceBio per una malattia retinica genetica non divulgata. Secondo l’accordo, SpliceBio, una società di medicinali genetici che utilizza lo Splicing proteico per sviluppare terapie geniche, ha ricevuto 216 milioni di dollari più royalties in pagamenti.

In conclusione, ci sono molte scoperte e progressi tecnologici nel mondo medico per aiutare persone di diverse fasce d’età a riacquistare la vista e condurre una vita autonoma e sana, il che indica un futuro più luminoso per tutti.

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