Trasplante subretiniano de tejido retiniano derivado de células madre embrionarias humanas en un modelo felino de animales grandes

Millones de personas en todo el mundo se ven afectadas por la degeneración de la retina (DR) con la consiguiente discapacidad visual o ceguera asociada con la pérdida de los fotorreceptores sensibles a la luz (PR). La degeneración macular relacionada con la edad (DMAE) es una causa importante de ceguera como resultado de una combinación de factores de riesgo genéticos y factores ambientales / de estilo de vida. Además, se ha encontrado que más de 200 genes y loci causan DR hereditaria (IRD)¹. La retinitis pigmentosa (RP), el IRD más común, es genéticamente heterogénea con más de 3.000 mutaciones genéticas en aproximadamente 70 genes que se han descrito ^2,3,4. La amaurosis congénita de Leber (ACV), que causa ceguera en la infancia, también es genéticamente heterogénea ^5,6. La terapia de aumento génico ha sido desarrollada y está en ensayos clínicos para el tratamiento de un pequeño número de IRD ^3,7. Sin embargo, se debe desarrollar una terapia separada para el tratamiento de cada forma genética distinta de IRD y, por lo tanto, solo tratar a un pequeño subconjunto de pacientes. Además, el aumento de genes se basa en la presencia de una población de fotorreceptores rescatables y, por lo tanto, no es aplicable para la degeneración avanzada.

Por lo tanto, existe una necesidad clínica urgente y aún no satisfecha para el desarrollo de terapias que aborden y traten las DR avanzadas y la ceguera profunda a terminal. Durante las últimas 2 décadas, los implantes neuroprotésicos se han desarrollado y probado en modelos animales grandes, como el gato, antes del uso humano 8,9,10,11,12,13,14. Asimismo, en los últimos 20 años se han desarrollado terapias de reemplazo de retina utilizando láminas de retina embrionaria o incluso de mamíferos maduros injertadas subretinalmente 15,16,17,18,19,20,21,22 e incluso probadas con éxito en pacientes con DR ^23,24,25. Ambos enfoques utilizan la idea de introducir nuevos sensores (fotodiodos de silicio fotovoltaico en el caso de dispositivos neuroprotésicos^26,27, y fotorreceptores sanos libres de mutaciones organizados en láminas^, en el caso de la implantación de láminas retinianas) en retina con PR degenerados. Estudios recientes han investigado el uso de enfoques basados en células madre, como el trasplante de progenitores retinianos derivados de células madre pluripotentes humanas (hPSC)^28,29, fotorreceptores hPSC 30 y organoides retinianos hPSC^31,32,33. Los organoides retinianos permiten la formación de tejido retiniano en una placa y la derivación de láminas fotorreceptoras con miles de PR libres de mutación, que se asemejan a la capa fotorreceptora en la retina fetal humana en desarrollo 34,35,36,37,38,39,40. El trasplante de tejido retiniano derivado de hPSC (organoides) en el espacio subretiniano de pacientes con enfermedades de DR es uno de los nuevos y prometedores enfoques de terapia celular en investigación, perseguido por varios equipos^31,32,41,42. En comparación con el trasplante de la suspensión celular (de fotorreceptores jóvenes o progenitores retinianos), se demostró que las láminas trasplantadas de fotorreceptores fetales resultan en mejoras de la visión en ensayos clínicos^23,24.

El protocolo presentado aquí describe, en detalle, un procedimiento de trasplante para la administración subretiniana de los organoides retinianos completos (en lugar de los bordes organoides^33,41) como una forma potencialmente mejor de introducir láminas retinianas intactas con PR, para aumentar la supervivencia del injerto y mejorar la preservación de la hoja. Aunque se han desarrollado procedimientos para introducir una pieza plana de retina humana y también parches de EPR^43,44,45, no se ha investigado el trasplante de injertos 3D más grandes. Los organoides retinianos derivados de células madre proporcionan una fuente inagotable de láminas fotorreceptoras para el desarrollo de tecnologías de restauración de la visión, están libres de restricciones éticas y se consideran una excelente fuente de tejido retiniano humano para terapias centradas en el tratamiento de la DR avanzada y la ceguera terminal⁴⁶. El desarrollo de métodos quirúrgicos para la implantación subretiniana precisa de organoides retinianos con una lesión mínima en el nicho retiniano huésped (retina neural, epitelio pigmentario retiniano y vasculatura retiniana y coroides) es uno de los pasos críticos para avanzar en dicha terapia hacia aplicaciones clínicas^31,32. Los modelos animales grandes como gatos, perros, cerdos y monos han demostrado ser buenos modelos para investigar métodos de administración quirúrgica, así como para demostrar la seguridad de las láminas de tejido implantadas (células del epitelio pigmentario de la retina (EPR)) e investigar el uso de organoides 41,44,45,47,48,49,50 . El ojo grande del animal tiene un tamaño de globo similar al humano, así como una anatomía similar, incluida la presencia de una región de alta densidad de fotorreceptores, incluidos los conos (el área central), que se asemeja a la mácula humana 6,51,52.

En este manuscrito, se describe una técnica para la implantación de tejido retiniano derivado de hPSC (organoides) en el espacio subretiniano de modelos animales felinos grandes (gatos de tipo salvaje y Crx^Rdy/+), que, junto con resultados prometedores de eficacia^32,53 construye una base para un mayor desarrollo de dicha terapia de investigación hacia aplicaciones clínicas para tratar afecciones de DR.