Artigo adaptado “Stem Cell Therapy in Retinal Disease. A look at how stem cells are generated, and the most promising approaches to employing them in the eye”, publicado na Review of Ophthalmology, junho de 2018.
Por Peter Bracha e Thomas A. Ciulla, MBA, Indianapolis
As células-tronco, atualmente em investigação para o tratamento da degeneração macular relacionada à idade e outros distúrbios retinianos, são caracterizadas por sua capacidade de diferenciação em múltiplas linhagens celulares e uma capacidade ilimitada de se autorregenerar. Essas características as tornam excelentes candidatos a tratamentos potenciais em várias doenças. Até a presente data, no entanto, nenhuma terapia baseada em células-tronco para doença retiniana foi aprovada pela Food and Drug Administration dos EUA., embora existam vários candidatos em desenvolvimento. Neste artigo, iremos enfocar estudos envolvendo a terapia ocular baseada em células-tronco em seres humanos.
Primer de Células-Tronco
As células-tronco pluripotentes (PSCs), por definição, são capazes de se diferenciar em todas as linhagens endodérmicas, mesodérmicas e ectodérmicas. As células-tronco embrionárias humanas (hESCs) foram cultivadas pela primeira vez em 1998 e podem se diferenciar em todos os tipos de células (Figura 1). São uma fonte promissora da terapia baseada em células-tronco mas, assim como as células progenitoras fetais, têm considerações éticas potenciais. As células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs) são um subtipo de células-tronco pluripotentes que se originam de uma fonte celular diferenciada, como os fibroblastos cutâneos ou as células sanguíneas (Figura 2); podem ser consideradas menos controversas e contestar algumas questões imunológicas associadas às terapias baseadas em hESC. As células-tronco somáticas, como da medula óssea, tecido adiposo, sistema nervoso central e células-tronco umbilicais, são diferentes das terapias baseadas em ESC ou iPSC porque não são pluripotentes, mas podem gerar alguns tipos de células de seu órgão hospedeiro. Embora em geral assumam um papel regenerador em seu órgão hospedeiro (ou seja, células-tronco epiteliais do limbo corneano), as células-tronco somáticas assumem tipicamente um papel trófico na terapia baseada em células-tronco (Figura 3).
O olho, por sua vez, é um bom candidato a pesquisa clínica com células-tronco, tendo em vista a necessidade terapêutica não atendida, o local privilegiado relativamente imune e o meio ocular claro que facilita a visualização direta das células transplantadas. Além disso, o tamanho do olho requer quantidades menores de tecido terapêutico em comparação com outros órgãos.
No olho, as células-tronco podem potencialmente desempenhar dois papéis terapêuticos diferentes: regenerador ou trófico. Por exemplo, as células-tronco têm o potencial de repor ou regenerar o tecido, tal como as células ganglionares da retina no glaucoma, ou o epitélio pigmentar da retina na retinite pigmentosa ou atrofia geográfica (AG) relacionada à DMI (degeneração macular relacionada à idade). Elas podem assumir alternativamente ou simultaneamente um papel trófico, produzindo fatores de crescimento e citocinas, tal como o fator neurotrófico derivado do cérebro, que exercem um efeito parácrino de suporte nas estruturas locais dentro da mácula. (Vale observar que as abordagens mais atuais que usam células-tronco somáticas para tratar a doença retiniana fazem uso de um método de aplicação intravítrea, ao contrário do transplante sub-retiniano).
Transplante de EPR
O transplante de células do epitélio pigmentar da retina é uma aplicação popular da terapia com células-tronco em oftalmologia, com os pesquisadores adotando diferentes abordagens:
– Células-tronco embrionárias no transplante de EPR. Os primeiros estudos de transplantes de EPR baseados em células-tronco em seres humanos na DMI e Doença de Stargardt foram publicados em 2012. O Dr. Steven D. Schwartz, do Stein Eye Institute, de Los Angeles e seus colegas realizaram dois estudos clínicos prospectivos de transplante sub-retiniano de células do EPR derivadas de hESC em nove pacientes com distrofia macular de Stargardt e nove com DMI atrófica.2 Após cirurgia combinada com imunossupressão, 72 por cento dos pacientes apresentaram aumento da pigmentação sub-retiniana no local do transplante, sugerindo a presença das células injetadas.2 Não foram observados eventos adversos graves na acuidade visual, no campo visual, na perimetria estática, na eletrorretinografia ou na velocidade de leitura, nem foram observados sinais de rejeição aguda. Mesmo após quatro anos, nenhum dos olhos desenvolveu crescimento anormal sugestivo de teratoma, um tumor composto de duas ou mais camadas germinativas que poderiam originar-se das células-tronco e nenhum olho desenvolveu vítreo-retinopatia proliferativa ou descolamento da retina.
Em 2015, o Dr. Won Kyung Song, do Centro Médico Bundang da Coreia e colaboradores publicaram os resultados preliminares do transplante sub-retiniano de EPR derivado de hESC em dois pacientes com DMI atrófica avançada e dois pacientes com doença de Stargardt. Como no estudo do Dr. Schwartz, nenhum paciente desenvolveu teratomas, rejeição do enxerto, VRP (vítreo-retinopatia proliferativa) ou declínio visual significativo. No entanto, este estudo de fato observou alguns desafios esperados da cirurgia ao redor dos locais de retinotomia, bem como intolerância à imunossupressão em um paciente.
Um recente estudo Fase I abordando transplantes de hESC em uma membrana basal sintética revestida em dois pacientes com DMI exsudativa avançada sugeriu sobrevida do enxerto de 12 meses. O estudo destacou a viabilidade do transplante de células do EPR na membrana sintética, mas também identificou desafios perioperatórios, incluindo um descolamento da retina devido à VRP, deslocamento de um implante de fluocinolona usado para imunossupressão e agravamento do diabetes pelo uso de esteroides orais.
– Células-tronco pluripotentes induzidas no transplante de EPR. O uso de transplantes de EPR derivado de iPSC em estudos em seres humanos ficou aquém do uso de ESCs. O primeiro estudo em humanos utilizando transplantes sub-retinianos de EPR derivado de iPSC foi iniciado por RIKEN, um instituto de pesquisa em Cobe, Japão, em setembro de 2014.6 Uma mulher japonesa de 70 anos tornou-se a primeira pessoa a receber uma terapia derivada de iPSC para qualquer indicação. Ela não recebeu imunossupressão, ao contrário dos estudos sobre transplante de EPR derivado de ESC. A paciente não demonstrou efeitos oculares adversos em um ano, as lâminas transplantadas permaneceram intactas e seu declínio visual havia se estabilizado. Este estudo foi suspenso após terem sido observadas mutações nas iPSCs em um segundo indivíduo, que não eram detectáveis nos fibroblastos originais do paciente.
Em 2016, RIKEN planejou retomar o estudo, com uma modificação significativa: Ao invés de células autólogas, seus pesquisadores estão investigando células alogênicas de EPR derivado de iPSC compatíveis com o antígeno leucocitário humano.
O uso de células autólogas é dispendioso e pode levar até três meses para se desenvolver desde a colheita até o implante intraocular. Em contrapartida, o uso de células alogênicas facilita a verificação da estabilidade genômica e acelera o tempo desde a seleção do paciente até o implante.
Uma potencial desvantagem do uso de células alogênicas, entretanto, é o risco aumentado de rejeição devido à apresentação de antígenos não-próprios e a possível necessidade de imunossupressão.
Funções Tróficas para Células-Tronco
O transplante autólogo, intravítreo de células mononucleares, derivadas da medula óssea em seres humanos foi publicado pela primeira vez em 2008 e não demonstrou problemas de segurança significativos em um olho com retinopatia diabética avançada com atrofia do nervo óptico e descolamento da retina. O mesmo grupo expandiu o estudo para incluir dois outros pacientes, inclusive um paciente com DMI atrófica avançada. Dois dos três pacientes foram submetidos a vitrectomia via pars plana, seguida por transplante intravítreo de células em suspensão e o terceiro paciente recebeu o transplante com injeção de óleo de silicone. Em todos os pacientes, as células desapareceram dentro de quatro semanas e, exceto por um leve aumento da pressão intraocular (leituras absolutas de 15 a 30 mmHg), não foram publicados eventos adversos.
Um grupo separado investigou a injeção intravítrea de células-tronco autólogas de medula óssea CD34+ em várias patologias retinianas. Ao contrário dos estudos mencionados acima, este grupo não realizou PPV antes da injeção intravítrea. O transplante foi bem tolerado, sem inflamação intraocular ou formação de tumor. Seis meses após a cirurgia, cinco dos seis olhos do estudo mostraram estabilização da AV, mas um olho desenvolveu progressão de AG relacionada a DMI com declínio visual. No geral, esses estudos sugerem a tolerabilidade básica do procedimento, sendo necessários estudos adicionais para esclarecer a segurança e a eficácia. Outros estudos em seres humanos investigaram o uso de células mononucleares autólogas derivadas da medula óssea em pacientes com retinite pigmentosa, oclusão da veia retiniana e distrofia de cones-bastonetes.
No pós-operatório, pacientes que receberam injeção de terapias baseadas em células-tronco mesenquimais ou hematopoiéticas, podem estar em risco aumentado de proliferação de células dentro do vítreo. Por exemplo, após injeção intravítrea de células-tronco positivas para CD34, uma paciente de 71 anos desenvolveu uma membrana epirretiniana visualmente significativa dentro de quatro meses. Outro paciente, um homem de 60 anos de idade com doença de Stargardt, desenvolveu descolamento da retina dois meses após injeção sub-retiniana de células-tronco mesenquimais autólogas. Mais recentemente, o Dr. Ajay E. Kuriyan, do Centro Médico da Universidade de Rochester, em Rochester, Nova York, publicou relato de uma trágica série de casos de três pacientes que apresentaram proliferação vítrea, descolamento da retina e perda de visão profunda após transplantes intravítreos de células-tronco mesenquimais derivadas do tecido adiposo em um centro na Flórida. Um dos pacientes viu o tratamento em www.clinicaltrials.gov e erroneamente interpretou a lista como um estudo clínico com aprovação e supervisão do governo, embora o centro cobrasse diretamente os pacientes pela terapia (o que é muito raro em um estudo clínico real). É imperativo que os médicos instruam adequadamente os pacientes sobre as possíveis desvantagens das terapias com células-tronco não comprovadas que estão sendo realizadas fora do cenário de um estudo clínico controlado real.
Concluindo, as terapias baseadas em células-tronco têm um surpreendente potencial, mas este campo está apenas em seu início. Nos últimos anos, as terapias baseadas em células-tronco ESC, iPSC e somáticas avançaram de modelos in vitro e animais para estudos em seres humanos com dados limitados de eficácia. A principal limitação da aplicação das terapias baseadas em células-tronco a pacientes com DMI e patologias similares é o processo crônico e complexo da doença. Por exemplo, anos de estresse oxidativo, um estado inflamatório comprometido com ativação do complemento e o envelhecimento com atrofia e isquemia coriocapilar criam um microambiente na DMI que dificulta a reposição, enxerto e sobrevida bem-sucedidos do tecido. Além disso, tendo em vista a polaridade das células de EPR, o transplante de lâminas celulares com uma estrutura, ao invés de suspensões, pode ser mais fisiológico e alguns grupos estão consequentemente desenvolvendo este conceito. Além disso, a técnica cirúrgica e a imunossupressão irão requerer esclarecimento adicional.
Dr. Peter Bracha é residente-chefe e o Dr. Thomas A. Ciulla, MBA, é professor clínico voluntário de oftalmologia na Faculdade de Medicina da Universidade de Indiana. Dr. Ciulla também atua no Conselho-Diretor do Instituto de Oftalmologia Midwest e tem vínculo empregatício com Spark Therapeutics. Nem o Dr. Bracha nem o Dr. Ciulla têm interesses financeiros no tema.
Fonte: Review of Ophthalmology
