TEER in oftalmologia per la ricerca avanzata con cellule RPE

ricerca oftalmologica

La resistenza elettrica transepiteliale (TEER) si è affermata come un potente strumento nella ricerca oftalmologica ed è diventata un metodo standard per lo studio della biologia delle cellule dell’epitelio pigmentato retinico (RPE) e dello sviluppo di queste cellule come terapia per patologie retiniche quali la degenerazione maculare legata all’età (AMD). L’applicazione della TEER nella valutazione della funzione di barriera e dell’integrità degli strati cellulari dell’RPE ha contribuito in modo significativo ad approfondire la comprensione delle patologie retiniche e ha aperto la strada a interventi terapeutici innovativi, comprese alcune delle terapie cellulari più promettenti finora. Questo articolo esplora l’uso della TEER nella ricerca oftalmologica, concentrandosi sugli studi che utilizzano cellule RPE sia per la ricerca sia per le applicazioni cliniche.

Di Adrienne L. Watson, PhD, responsabile scientifica, World Precision Instruments

La TEER nella ricerca oftalmologica: una svolta per gli studi sulla retina

La misurazione della TEER ha rivoluzionato il campo della ricerca oftalmologica, offrendo un metodo non invasivo, non distruttivo e in tempo reale per valutare le proprietà di barriera degli strati cellulari epiteliali, comprese le cellule RPE. Le giunzioni strette tra le cellule RPE svolgono un ruolo cruciale nel mantenimento della barriera emato-retinica e nel supporto della funzione retinica. La TEER fornisce informazioni preziose sull’integrità strutturale e sulla funzionalità delle cellule RPE, consentendo ai ricercatori di valutare lo stato di salute del microambiente retinico e di analizzare i meccanismi delle patologie.

Studi sull’uso della TEER con cellule RPE

La TEER è stata utilizzata per valutare la funzione di barriera dei monostrati di cellule RPE nel contesto dell’AMD. I ricercatori hanno dimostrato che le misurazioni della TEER riflettevano accuratamente l’integrità della barriera delle cellule RPE e rappresentavano un indicatore preciso e riproducibile della vitalità e della funzionalità cellulare. Diversi studi hanno evidenziato il potenziale della TEER come strumento di controllo qualità per la valutazione delle cellule RPE nella ricerca preclinica e negli studi clinici. La TEER è ormai diventata un metodo standard per il controllo qualità delle terapie cellulari con RPE e viene integrata nei processi di produzione delle strutture che realizzano cellule RPE.3-7

I ricercatori hanno inoltre dimostrato che la TEER può essere utilizzata per monitorare le proprietà di barriera delle cellule RPE nei pazienti con retinopatia diabetica. Lo studio ha rivelato una correlazione tra i valori di TEER e la progressione della malattia, suggerendo che la TEER potrebbe fungere da biomarcatore predittivo per la salute retinica e la risposta alla terapia nei pazienti diabetici.8 Questi risultati sottolineano l’importanza della TEER negli approcci terapeutici personalizzati per diverse patologie retiniche.9

Applicazioni cliniche della TEER con cellule RPE

In ambito clinico, le misurazioni della TEER sono state integrate nelle valutazioni di controllo qualità delle terapie cellulari con RPE per le patologie retiniche. L’integrità della barriera dei monostrati di cellule RPE prima del trapianto nei pazienti con patologie retiniche degenerative era correlata alla funzione dell’RPE e poteva essere utilizzata per prevedere l’esito terapeutico nei pazienti, dimostrando che la TEER è un biomarcatore predittivo clinicamente rilevante nelle terapie cellulari.

Prospettive future della ricerca sulla TEER con cellule RPE

La ricerca sulla TEER in oftalmologia promette ulteriori progressi nella comprensione delle patologie retiniche e nello sviluppo di trattamenti mirati. Man mano che i ricercatori continuano a esplorare le applicazioni della TEER negli studi sulle cellule RPE, si prevede che emergeranno nuove conoscenze sui meccanismi delle patologie, sui biomarcatori diagnostici e prognostici e sulle strategie terapeutiche. Lo sviluppo e l’integrazione della TEER come strumento standard nella ricerca oftalmologica e nella pratica clinica consentiranno di realizzare terapie più sicure ed efficaci e potranno contribuire ad approcci di medicina personalizzata per le patologie retiniche, migliorando in definitiva gli esiti clinici e la qualità della vita dei pazienti.10-12

Bibliografia

  1. Barriera dell’epitelio pigmentato e patologie retiniche. Discov Med. 2022 Jul-Aug;34(171):19-24. PMID: 36274257.

  2. Wang M, Wei J, Li H, Wang F. Variazioni della resistenza elettrica transepiteliale e della concentrazione ionica intracellulare nella transizione epitelio-mesenchimale delle cellule dell’epitelio pigmentato retinico indotta da TGF-β. Am J Transl Res. 2022 Apr 15;14(4):2728-2738. PMID: 35559413; PMCID: PMC9091112.

  3. Toops KA, Tan LX, Lakkaraju A. Protocollo dettagliato in tre fasi per l’imaging dal vivo del traffico intracellulare in monostrati polarizzati primari di cellule RPE suine. Exp Eye Res. 2014 Jul;124:74-85. doi: 10.1016/j.exer.2014.05.003. Epub 2014 May 23. PMID: 24861273; PMCID: PMC4100485.

  4. Miyagishima KJ, Wan Q, Corneo B, Sharma R, Lotfi MR, Boles NC, Hua F, Maminishkis A, Zhang C, Blenkinsop T, Khristov V, Jha BS, Memon OS, D'Souza S, Temple S, Miller SS, Bharti K. Alla ricerca dell’autenticità: epitelio pigmentato retinico derivato da cellule staminali pluripotenti indotte per applicazioni cliniche. Stem Cells Transl Med. 2016 Nov;5(11):1562-1574. doi: 10.5966/sctm.2016-0037. Epub 2016 Jul 11. PMID: 27400791; PMCID: PMC5070511.

  5. Sharma R, Khristov V, Rising A, Jha BS, Dejene R, Hotaling N, Li Y, Stoddard J, Stankewicz C, Wan Q, Zhang C, Campos MM, Miyagishima KJ, McGaughey D, Villasmil R, Mattapallil M, Stanzel B, Qian H, Wong W, Chase L, Charles S, McGill T, Miller S, Maminishkis A, Amaral J, Bharti K. Un innesto di epitelio pigmentato retinico derivato da cellule staminali di grado clinico ripristina la retina dalla degenerazione nei roditori e nei suini. Sci Transl Med. 2019 Jan 16;11(475):eaat5580. doi: 10.1126/scitranslmed.aat5580. Erratum in: Sci Transl Med. 2019 Feb 6;11(478):eaaw7624. doi: 10.1126/scitranslmed.aaw7624. PMID: 30651323; PMCID: PMC8784963.

  6. Bharti K, Miller SS, Arnheiter H. Il nuovo paradigma: cellule dell’epitelio pigmentato retinico generate da cellule staminali embrionali o pluripotenti indotte. Pigment Cell Melanoma Res. 2011 Feb;24(1):21-34. doi: 10.1111/j.1755-148X.2010.00772.x. Epub 2010 Oct 7. PMID: 20846177; PMCID: PMC3021640.

  7. Zhang Q, Presswalla F, Ali RR, Zacks DN, Thompson DA, Miller JML. Attivazione farmacologica dell’autofagia senza inibizione diretta di mTOR come strategia terapeutica per il trattamento della degenerazione maculare secca. Aging (Albany NY). 2021 Apr 19;13(8):10866-10890. doi: 10.18632/aging.202974. Epub 2021 Apr 19. PMID: 33872219; PMCID: PMC8109132.

  8. Fresta CG, Fidilio A, Caruso G, Caraci F, Giblin FJ, Leggio GM, Salomone S, Drago F, Bucolo C. Un nuovo modello di barriera emato-retinica umana basato su cellule endoteliali, periciti e astrociti. Int J Mol Sci. 2020 Feb 27;21(5):1636. doi: 10.3390/ijms21051636. PMID: 32121029; PMCID: PMC7084779.

  9. Scuderi S, D'Amico AG, Castorina A, Imbesi R, Carnazza ML, D'Agata V. Effetto migliorativo di PACAP e VIP sull’aumento della permeabilità in un modello di disfunzione della barriera emato-retinica esterna. Peptides. 2013 Jan;39:119-24. doi: 10.1016/j.peptides.2012.11.015. Epub 2012 Dec 5. PMID: 23220033.

  10. Padi S, Manescu P, Schaub N, Hotaling N, Simon C Jr, Bharti K, Bajcsy P. Confronto di approcci basati sull’intelligenza artificiale per la previsione della funzione cellulare. Inform Med Unlocked. 2020;18:https://doi.org/10.1016/j.imu.2019.100270. PMID: 32864421; PMCID: PMC7450761.

  11. Cao L, Liu J, Pu J, Milne G, Chen M, Xu H, Shipley A, Forrester JV, McCaig CD, Lois N. L’epitelio pigmentato retinico polarizzato genera segnali elettrici che diminuiscono con l’età e regolano la patologia retinica. J Cell Mol Med. 2018 Nov;22(11):5552-5564. doi: 10.1111/jcmm.13829. Epub 2018 Aug 30. PMID: 30160348; PMCID: PMC6201363.

  12. Regha K, Bhargava M, Al-Mubaarak A, Chai C, Parikh BH, Liu Z, Wong CSW, Hunziker W, Lim KL, Su X. Strategie personalizzate per la purificazione ad alta resa di cellule dell’epitelio pigmentato retinico differenziate a partire da diverse fonti di cellule staminali. Sci Rep. 2022 Sep 16;12(1):15563. doi: 10.1038/s41598-022-19777-2. PMID: 36114268; PMCID: PMC9481580.