Implementazione di un protocollo per la transdifferenziazione dell'epitelio della mucosa buccale nell'epitelio corneale (TransBuCor)

1. Richiami di anatomia e istologia della cornea

   La cornea è una componente oculare essenziale per la visione: spesso definita il primo "oblò trasparente" nella parte anteriore dell'occhio. È la prima struttura che la luce incontra entrando nell'occhio. Il suo ruolo primario è quello di far convergere i raggi luminosi incidenti, che poi procedono verso il cristallino prima di raggiungere la retina e dare inizio alla cascata visiva.

   La cornea è un tessuto avascolare e trasparente composto da cinque strati: epitelio corneale, strato di Bowman, stroma corneale, membrana di Descemet ed endotelio corneale.

   • L'epitelio corneale è lo strato più esterno della cornea, costituito da cellule epiteliali corneali, che rappresentano circa il 10% dell'intera cornea. Questo strato si rigenera costantemente, con un rinnovo completo che avviene ogni sette giorni. I graffi su questo strato generalmente guariscono bene.
   • Lo strato di Bowman aiuta a legare insieme l'epitelio corneale e lo stroma. Questo strato non può rigenerarsi una volta danneggiato, portando potenzialmente a cicatrici permanenti che possono influenzare la vista.
   • Lo stroma corneale rappresenta circa il 90% della cornea ed è composto da collagene e cheratociti.
   • La membrana di Descemet è costituita da collagene e separa lo stroma corneale dall'endotelio. Questo strato si addensa gradualmente con l'età.
   • L'endotelio corneale è lo strato più interno e aiuta a trasportare il fluido dagli altri strati corneali. Il danno a questo strato può compromettere questo processo e avere un impatto negativo sulla vista di una persona.

2. Processo di rinnovamento e guarigione dell'epitelio corneale

   Le cellule epiteliali corneali si rigenerano entro 3-10 giorni attraverso il costante rinnovamento delle cellule staminali limbari situate nel limbo (zona di transizione tra la cornea e la sclera) nello strato di cellule basali, all'interno di cripte pigmentate chiamate palizzate di Vogt.

   La carenza di cellule staminali limbari (LSCD) è caratterizzata da una perdita o un deterioramento delle cellule staminali limbari cruciali per il ripopolamento epiteliale corneale e la funzione della barriera limbare.

   Le eziologie della LSCD possono essere genetiche (PAX6), secondarie a un'infiammazione cronica (ad esempio, cheratocongiuntivite allergica grave o rosacea oculare), acquisite attraverso un'infezione come la cheratite erpetica o secondarie a una malattia vescicolare come la sindrome di Steven-Johnson o la sindrome di Lyell. L'LSCD può anche essere acquisito attraverso traumi dovuti a ustioni chimiche o termiche. Le eziologie possono anche essere idiopatiche.

   Quando queste cellule staminali vengono perse, l’epitelio corneale non è in grado di ripararsi e rinnovarsi. Ciò porta alla degradazione epiteliale, a difetti epiteliali persistenti, congiuntivalizzazione, neovascolarizzazione corneale, cicatrici corneali e infiammazione cronica. Questi fattori contribuiscono alla fotofobia, alla perdita della chiarezza corneale, alla perdita della vista e al dolore cronico. Ciò rende impossibile il trapianto di cornea poiché verrebbe rigettato e/o mostrerebbe una scarsa guarigione.

   Le attuali soluzioni per affrontare questa causa di cecità corneale sono limitate. Le tecniche includono innesti limbari autologhi dall'occhio controlaterale del paziente, ma ciò può comportare rischi e non è possibile quando la patologia è bilaterale. Gli innesti allogenici sono altamente rischiosi di rigetto e richiedono un trattamento immunosoppressivo sistemico.

3. Innesti di membrana mucosa nella ricostruzione periorbitale

L’innesto di mucosa orale è una tecnica chirurgica consolidata per il trattamento delle carenze e delle cicatrici congiuntivali. La mucosa orale possiede proprietà biologiche simili alla congiuntiva, essendo entrambe composte da uno o più strati di cellule epiteliali che ricoprono uno strato di tessuto connettivo lasso. Può essere raccolto ripetutamente, con il sito donatore facilmente accessibile e ampiamente disponibile. La morbilità del sito donatore è bassa e l’intervento chirurgico è generalmente ben tollerato dai pazienti. Inoltre, la tecnica chirurgica è relativamente semplice, rendendo la mucosa orale un candidato ideale per la sostituzione delle anomalie congiuntivali.

Gli innesti di mucosa orale sono stati utilizzati non solo per il trattamento delle alveolite contratte nei pazienti anoftalmici e per la ricostruzione della superficie oculare e del fornice nei pazienti dopo la resezione del tumore, ma anche per il trattamento dello pterigio refrattivo e nei pazienti con pemfigoide o simblefaro oculare. È anche il tessuto più comunemente utilizzato nel trattamento delle complicanze post-chirurgiche, comprese le carenze congiuntivali dopo il glaucoma, la chirurgia della retina, le fusioni corneali correlate alla cheratoprotesi e la copertura del tratto di dacriocistorinostomia. Inoltre, la mucosa orale è stata utilizzata per riparare le fusioni sclerocorneali intrattabili causate da gravi ustioni chimiche.

Alcuni gruppi hanno proposto di utilizzare cellule della mucosa buccale e di transdifferenziarle in cellule staminali limbari. La cavità orale è facilmente accessibile e le cellule staminali possono essere isolate dalla mucosa in modo minimamente invasivo e a basso rischio per il paziente. Queste cellule hanno un elevato potenziale di differenziazione ed esprimono marcatori di cellule staminali embrionali; Tra2-49, Tra2-54, SSEA4, Oct4, Sox2 e Nanog, nonché il marcatore della cresta neurale Nestin. Tuttavia, i test sull’uomo sono ancora in fase preliminare e finora nessuna terapia è stata validata.

In questo studio di prova di concetto, l'obiettivo è sviluppare un protocollo per differenziare le cellule della mucosa orale in cellule staminali limbari da utilizzare in un futuro studio clinico con i pazienti.