Quando una retina danneggiata torna a reagire alla luce

I ricercatori dell’IOB, pluripremiati, Botond Roska e José-Alain Sahel hanno portato l’optogenetica dal laboratorio all’essere umano. Questo metodo permette in particolare di rendere sensibili alla luce, mediante tecniche di ingegneria genetica, le cellule nervose della retina che non sono fotorecettori.

Peter Jankovsky, Comunicazione Retina Suisse, peter.jankovsky@retina.ch

È un riconoscimento di grande prestigio nel campo dell’oftalmologia: come riportato nell’ultima newsletter di Retina Suisse, i professori Botond Roska, direttore scientifico dell’Istituto di Oftalmologia Molecolare e Clinica di Basilea (IOB), e José-Alain Sahel, presidente del Consiglio scientifico dell’IOB, hanno ricevuto il prestigioso António Champalimaud Vision Award 2026. Il premio riconosce due decenni di ricerca congiunta dedicata al ripristino della funzione visiva.

L’idea forse più audace dei due ricercatori parte da una situazione apparentemente senza speranza: cosa si può fare quando un occhio possiede ancora cellule nervose, ma le cellule che normalmente percepiscono la luce sono scomparse? In molte malattie ereditarie della retina, i fotorecettori muoiono per primi: sono le cellule sensoriali che trasformano la luce in segnali elettrici. Nella retinite pigmentosa, un gruppo di degenerazioni retiniche ereditarie, questo processo può portare fino alla cecità. Tuttavia, anche quando i fotorecettori sono scomparsi, altre cellule nervose della retina spesso rimangono integre.

I circuiti retinici

È qui che entra in gioco la cosiddetta optogenetica. Questa tecnica rende le cellule nervose sensibili alla luce mediante procedimenti di ingegneria genetica. Gli oftalmologi Roska e Sahel hanno sviluppato un approccio particolare: invece di sostituire i fotorecettori perduti, i ricercatori modificano altre cellule nervose ancora presenti nella retina, in modo che possano reagire alla luce.

Ciò presuppone tuttavia di sapere quali cellule colpire e come vengono normalmente elaborati i complessi segnali della retina. Proprio questo costituisce una parte fondamentale del lavoro scientifico del professor Roska. Il suo team ha studiato numerosi tipi di cellule della retina umana e ha descritto le connessioni tra i loro circuiti neuronali. I circuiti retinici sono costituiti da cellule nervose interconnesse che trasformano gli stimoli luminosi in segnali che vengono infine trasmessi al cervello.

Dal laboratorio alla terapia

A quel punto l’optogenetica era già conosciuta come metodo generale nell’ambito delle neuroscienze. Il contributo decisivo di Roska, Sahel e dei loro collaboratori è consistito nell’applicare l’optogenetica in modo mirato alla retina, cercando di permetterle di generare nuovamente segnali visivi funzionali.

Il lavoro dei due ricercatori sul ripristino optogenetico di una certa capacità visiva è stato concepito come una collaborazione complementare di lunga durata. Roska ha fornito soprattutto le basi neurobiologiche e ha sviluppato gli approcci optogenetici nella retina, mentre Sahel ha messo a disposizione la propria esperienza clinica e traslazionale – dal modello preclinico all’applicazione sull’essere umano – contribuendo a portare il metodo verso l’applicazione clinica nella retina.

Insieme ai loro team, hanno infine utilizzato per la prima volta l’optogenetica per dimostrare il parziale ripristino di una funzione visiva in una persona cieca.

Il paziente con gli occhiali speciali

Questo passaggio decisivo è avvenuto nel 2021. In uno studio clinico descritto dalla rivista scientifica internazionale Nature Medicine, Roska, Sahel e i loro collaboratori hanno trattato un paziente diventato cieco a causa della retinite pigmentosa.

In uno degli occhi del paziente è stato inizialmente introdotto un vettore AAV: un vettore virale geneticamente modificato e non patogeno, in grado di introdurre nelle cellule il gene desiderato, che permette di renderle sensibili alla luce.

Questo gene conteneva le istruzioni per produrre ChrimsonR, una proteina fotosensibile. Le cellule bersaglio erano le cellule ganglionari della retina, ossia cellule nervose che collegano la retina al nervo ottico e quindi al cervello.

La terapia genica, tuttavia, non era sufficiente da sola. Il paziente indossava occhiali appositamente sviluppati, in grado di rilevare le variazioni dell’intensità luminosa e di proiettare sulla retina corrispondenti impulsi luminosi. In questo modo venivano stimolate le cellule ganglionari precedentemente rese fotosensibili mediante la modificazione genetica.

Ripristino parziale della funzione visiva

Il risultato era misurabile: con l’occhio trattato e gli occhiali, il paziente era in grado di percepire, localizzare, contare e toccare degli oggetti. Il monitoraggio simultaneo dell’attività cerebrale ha mostrato una chiara attività nella corteccia visiva, ovvero quella parte della corteccia cerebrale che elabora le informazioni visive.

Ciò non era possibile senza la terapia genica o senza gli occhiali. Si trattava esplicitamente di un ripristino parziale della funzione visiva, e non del ritorno a una visione normale.

Come ottenere un’immagine più precisa?

Dopo questa prima dimostrazione clinica, la domanda di ricerca si è spostata. Non si tratta più soltanto di stabilire se sia fondamentalmente possibile rendere nuovamente sensibile alla luce una retina «cieca». La questione decisiva è piuttosto come ottenere un’immagine il più possibile differenziata attraverso le cellule ganglionari rese fotosensibili.

In una rassegna pubblicata nel 2024, Roska, Sahel e altri ricercatori descrivono le questioni ancora aperte: la sicurezza, la selezione quanto più precisa possibile delle cellule bersaglio, i pattern e l’intensità della luce, l’elaborazione dei segnali da parte del sistema visivo e la riabilitazione dei pazienti.

Roska stesso ha illustrato questa fase successiva dello sviluppo nell’estate del 2025, durante una conferenza presso il Max Planck Institute for the Science of Light in Germania. La ricerca si è sviluppata dai modelli animali alla prima dimostrazione clinica, fino alle applicazioni sull’essere umano. Ora si tratta, tra l’altro, di migliorare la risoluzione della visione ottenuta mediante l’optogenetica.

Un’altra variante: la luce infrarossa stimola le cellule ganglionari

Parallelamente, a Basilea viene studiata un’altra variante. Nel 2025, ricercatori dell’IOB guidati da Roska hanno descritto un canale ionico umano TRPV1 modificato artificialmente. Un canale ionico è una proteina situata nella membrana cellulare che permette il passaggio attraverso la membrana di particelle elettricamente cariche, i cosiddetti ioni.

La variante modificata reagisce al calore prodotto dalla luce nel vicino infrarosso.

In tessuti retinici umani è stato possibile attivare le cellule ganglionari mediante brevi impulsi infrarossi. L’intensità della loro reazione aumentava con l’intensità dell’irradiazione. È particolarmente interessante il fatto che per questo scopo sia stato utilizzato un canale sviluppato a partire da una proteina umana.

Si tratta tuttavia ancora di una ricerca preclinica condotta su tessuto retinico umano e non di una dimostrazione di un miglioramento della vista nei pazienti.

Non solo modificare le cellule ganglionari

Anche dal punto di vista economico, l’idea ha ormai raggiunto una nuova fase. Nel 2024 l’IOB ha fondato, insieme a RhyGaze, una società spin-off destinata a sviluppare ulteriormente una terapia genica basata sull’optogenetica.

Nel primo approccio optogenetico sperimentato clinicamente da Roska e Sahel, le cellule ganglionari della retina sono state rese fotosensibili utilizzando la proteina fotosensibile ChrimsonR.

La società RhyGaze, cofondata da Roska, segue invece un approccio diverso: mira ad attivare mediante l’optogenetica i coni ancora presenti, ossia i fotorecettori importanti per una visione nitida e a colori.

Nel 2025 l’azienda ha ricevuto 86 milioni di dollari per proseguire lo sviluppo, tra cui studi tossicologici, la preparazione degli endpoint clinici e la preparazione di un primo studio sull’essere umano.

Il settore della ricerca si è sviluppato anche al di fuori di Basilea. L’American Academy of Ophthalmology considera ormai gli approcci optogenetici una linea di ricerca riconosciuta nell’ambito della retinite pigmentosa. Nel 2026 è stato inoltre pubblicato uno studio clinico relativo a un altro approccio optogenetico basato sull’introduzione di un gene mediante un virus. Si tratta del cosiddetto approccio UGX-201, che utilizza una proteina diversa da ChrimsonR.

In sintesi

L’optogenetica ha quindi cambiato qualcosa di fondamentale: quando i fotorecettori sono distrutti, la cecità non significa necessariamente che sia andata perduta ogni possibilità di elaborazione dei segnali visivi.

La retina conserva una rete residua e la ricerca di Roska e Sahel cerca di ricollegare questa rete alla luce. L’obiettivo è ottenere una parziale capacità visiva, che non può in alcun modo essere paragonata al recupero di una visione normale.

Video con il professor Botond Roska (2021)

Optogenetic vision restoration explained – Botond Roska, IOB

Fonti