RU Oncology and Ocular Toxicology Operating Unit
L'Oncologia
Le principali neoplasie oculari sono attualmente suscettibili di trattamento conservativo. I limiti principali del trattamento conservativo risiedono nella incapacità di limitare la comparsa della malattia metastatica o di evitare una perdita irreversibile della funzione visiva a causa della scarsa conoscenza degli effetti collaterali della terapia stessa. È inoltre fondamentale poter disporre di indagini in grado di diagnosticare e monitorare anche funzionalmente le caratteristiche di ogni processo che conduce alla perdita della funzione visiva. Nel contempo appare indispensabile individuare nell'ambito della popolazione trattata i soggetti a rischio per malattia metastatica mediante la valutazione di fattori intrinseci alla neoplasia e sistemici. Solo in tal modo si potrà procedere alla selezione dei soggetti da inviare ad una terapia adiuvante o da sottoporre a follow-up mirato. L'utilizzo di farmaci locali e sistemici può comportare alterazioni oculari, finora poco conosciute. Lo sviluppo di nuove tecniche diagnostiche non invasive, potrebbe aiutare nella diagnosi precoce di queste alterazioni, e del ripristino della normale struttura e funzione oculare.
La Tossicologia
Lo sviluppo di nuove tecniche diagnostiche in oftalmologia ha permesso di studiare in modo più approfondito e meno invasivo le diverse patologie oculari portando alla luce nuove conoscenze sull'eziologia e la correlazione tra danno morfologico e funzionale dell'occhio. Negli ultimi anni, la diagnostica oculare non invasiva, applicata sia al segmento posteriore che anteriore dell'occhio, ha portato ad una diagnosi più fine, precisa e precoce di patologia permettendo conseguentemente di intervenire prima e con risultati migliori. Inoltre il sistema visivo, e l'occhio in particolare, costituisce un modello ideale per lo studio di effetti tossici, quale conseguenza di malattie di altri organi o sistemi o di differenti interventi terapeutici. A livello oculare si può studiare, in maniera non invasiva ed in vivo, il microcircolo (quello retinico è analogo a quello cerebrale) e le diverse componenti del sistema nervoso (sia centrale - le fibre ganglionari della retina - che periferico - l'innervazione corneale-). Da queste premesse discendono le prime applicazioni di tossicologia oculare in vivo dirette allo studio sia di malattie sistemiche che di moderni approcci terapeutici.
1. Il danno neuronale nell’occhio diabetico quale causa di cecita’
La neuropatia periferica rappresenta una delle principali e piu’ invalidanti complicanze croniche del diabete mellito, con una prevalenza intorno al 50percento. A livello oculare, la neuropatia si manifesta come neuropatia corneale e retinica. Per quanto riguarda la cornea, oltre all’ormai ben documentata riduzione della sensibilita’ corneale e ridotta secrezione della ghiandola lacrimale con conseguente aumentata secchezza oculare, gli studi scientifici recenti hanno mostrato un interesse sempre maggiore alla struttura e morfologia corneale con particolare riferimento alle alterazioni qualitative e quantitative del plesso nervoso sub-basale e stromale e alla morfologia delle singole cellule corneali. A livello retinico, e’ stato documentato un interessamento delle cellule ganglionari (reso evidente per aumento di fenomeni d’apoptosi) con la progressiva riduzione del numero delle stesse, cui consegue un assottigliamento dello strato nucleare interno. Vi e’ inoltre un coinvolgimento delle cellule gliali della retina e delle cellule di Muller, che hanno un ruolo determinante nel collegamento funzionale tra i vasi retinici e le cellule neuronali, oltre che nel metabolismo retinico del glucosio e nel mantenimento della barriera emato-retinica. Obiettivo di questa ricerca è la valutazione della neuropatia corneale in vivo mediante l’utilizzo di microscopia confocale.
2. Classificazione citogenetica in-vivo del melanoma uveale: valutazione del rischio metastatico in base al profilo d’espressione tipo stem-cell like/non-stem-cell like.
Il 50percento dei pazienti affetti da melanoma coroideale muore entro10 anni dalla diagnosi a causa dello sviluppo di malattia metastatica, nonostante il controllo locale della neoplasia. Non sono attualmente conosciute terapie in grado di arrestare la malattia metastatica clinicamente evidente. La classificazione genetica del melanoma coroideale è oggi considerata la più attendibile nella discriminazione dei pazienti ad alto rischio metastatico rispetto a quelli a basso rischio. L’evidenza di una sottoclasse di melanomi uveali con fenotipo aggressivo, il cui profilo di espressione sia classificabile come stem-cell like, è stato attualmente suggerito da alcuni autori. Obiettivo di questa ricerca è la classificazione citogenetica in-vivo del melanoma uveale mediante una valutazione del rischio metastatico in base al profilo d’espressione tipo stem-cell like/non-stem-cell like.
3. Antimetaboliti topici: monitoraggio della applicazione terapeutica in oftalmologia
Gli antimetaboliti sono molecole attivamente utilizzate nella pratica clinica oftalmologica medica e chirurgica. Le due molecole più comunemente impiegate in oftalmologia sono la Mitomicina C (MMC) e il 5-Fluoruracile (5-FU). Il 5-FU è un analogo pirimidinico ciclo-specifico, con attività selettiva su cellule in attiva fase replicativa ed effetti collaterali clinicamente classificabili come modesti e transitori. La molecola di 5-FU è inoltre poco sensibile all’inattivazione da parte di raggi UV e resistente in preparazioni per uso topico. La MMC è un’antimetabolita non ciclo-specifico, attivo sia su cellule in attiva proliferazione che in cellule in fase G0, con effetti collaterali più frequenti e importanti rispetto al 5-FU, anche se molto spesso transitori. Entrambe le sostanze sono utilizzate nella pratica chirurgica come modulatori della cicatrizzazione per le loro proprietà farmacologiche, o come terapia topica nel trattamento delle neoplasie corneo-congiuntivali. Obiettivo di questo studio è il monitoraggio degli effetti collaterali dell’applicazione terapeutica in oftalmologia degli antimetaboliti topici, principalmente mediante l’utilizzo della microscopia confocale in-vivo.
4. Metodologia diagnostica avanzata in tossicologia oculare
Le infezioni croniche con i virus dell’epatite C e B (HCV e HBV, rispettivamente) rappresentano la principale causa di epatopatia evolutiva, di cirrosi e di epatocarcinoma nel mondo. L’epatite da HBV è ancora oggi un problema sanitario di rilevanza mondiale considerando che circa 350 milioni di individui sono cronicamente infettati e che la mortalità annua attribuibile a HBV è compresa tra 500.000 e oltre 1 milione di decessi. La terapia antivirale con interferone peghilato e ribavirina rappresenta il “gold standard” per il trattamento dell'epatite cronica da HCV. Per quanto concerne l'epatite cronica da HBV, l'interferone peghilato alfa-2a viene utilizzato in monoterapia per 48 settimane, preferibilmente in pazienti giovani e con stadi di malattia lievi o moderati. Lo scopo di questa studio prospettico è il definire prevalenza, tipo e possibile effetto della terapia antivirale con interferone e ribavirina (per l'epatite C) e della terapia antivirale con interferone (per l'epatite B) a livello oculare al fine di documentare la tossicita’ locale neurovascolare e di usare questo modello per un più ampio studio in vivo.
5. Prevenzione delle complicanze della brachiterapia nel trattamento del melanoma uveale
Il trattamento radioterapico del melanoma coroideale rappresenta attualmente il metodo conservativo standard per questo tipo di tumore. Tuttavia, qualunque sia il tipo di radiazione impiegata (brachiterapia, protoni) quest’approccio terapeutico è molto spesso gravato dalla comparsa di complicanze legate all’effetto diretto della radiazione stessa (retinopatia e⁄o otticopatia, glaucoma neovascolare, distacco retinico sieroso)-dal 30percento al 60percento dei casi- che portano inevitabilmente verso una progressiva e importante riduzione dell’acuità visiva e, nelle forme più avanzate, alla perdita anatomica definitiva dell’occhio (rendendosi necessaria l’enucleazione)(12percento dei casi).
Il Triamcinolone acetonide è un corticosteroide sintetico, impiegato per la sua marcata azione antinfiammatoria. Il suo utilizzo per via intravitreale è stato riportato efficace nel trattamento dell’edema maculare diabetico e dell’edema maculare cistoide. Il triamcinolone acetonide persiste per lunghi periodi nel sito di inieizione; basse concentrazioni sono state trovate in campioni di umor acqueo fino a 1.5 anni dopo l’iniezione intravitreale. Il triamcinolone è risultato inoltre efficace nella prevenzione dell’edema maculare cistoide e nella riduzione del volume tumorale dopo brachiterapia in pazienti affetti da melanoma coroideale. Obiettivo di questo studio è valutare la sicurezza e l’efficacia dell’ utilizzo del triamcinolone acetonide mediante iniezione intravitreale nel trattamento integrato delle complicanze da brachiterapia.
6. Occhio come modello nella valutazione del danno iatrogeno del sistema nervoso centrale e periferico
La neuropatia indotta da chemioterapia (CIPN) è un problema clinicamente importante, spesso sottostimato nella sua gravità in termini di limitazione funzionale riguardo alla vita dei soggetti affetti. Il suo trattamento è scarsamente efficace, anche perché non sono stati sino ad ora condotti né a livello nazionale né internazionale trials clinici di dimensioni sufficientemente ampie per identificare una terapia adeguata. Non tutti i pazienti sottoposti a chemioterapia sviluppano la CIPN. Oltre al ruolo - per alcuni farmaci - della dose cumulativa, non sono stati al momento identificati altri fattori di rischio né esiste la possibilità di una diagnosi precoce o subclinica. Obiettivo di questo studio è valutare la presenza di danno iatrogeno del sistema nervoso centrale e periferico da chemioterapici, visualizzabile a livello oculare, mediante l’utilizzo di tecniche diagnostiche non invasive quali OCT e microscopia confocale.
7. Danno neuronale e vascolare retinico e coroideale in patologie dismetaboliche
Con lo sviluppo delle nuove tecniche diagnostiche siamo in grado di valutare il segmento posteriore dell’occhio in modo non invasivo ed in vivo. In particolare modo, l’introduzione nell’attività’ clinica dello Spectral –Domain OCT (SD-OCT) ha permesso di ottenere delle informazioni dettagliate sui diversi strati della retina e di valutare lo spessore della coroide. Lo studio automatico, permesso dalla funzione “layering” che si trova all’interno dello strumento SD-OCT , valuta in modo selettivo ed affidabile i singoli strati retinici. Gli studi istologici hanno dimostrato che gli strati retinici interni (lo strato delle fibre nervose, lo strato delle cellule ganglionari, lo strato plessiforme interno/ e nucleare interno) risultano precocemente alterati nelle diverse malattie dismetaboliche (come per esempio la retinopatia diabetica). Questo e’ un indice precoce della neuropatia retinica, presente in diverse patologie. Poter dimostrare queste alterazioni, in vivo, e in tempo reale, permetterebbe di diagnosticare in modo precoce e di documentare le alterazioni neuronali retiniche al fine di aiutare nella scelta del trattamento.
Inoltre, lo studio clinico della coroide, finora eseguibile soltanto mediante l’utilizzo del verde di indocianina e di ecografia B- scan, ora e’ reso possible grazie alle particolari caratteristiche dello SD-OCT e dell’utilizzo di particolari tecniche di acquisizioni delle immagini. Obiettivo principale di questo studio è il valutare il anno neuronale e vascolare retinico e coroideale in patologie dismetaboliche. In particolare, per quanto riguarda la retinopatia diabetica, sara’ studiato lo spessore della coroide in sede maculare e in sede peripapillare e sara’ correlato con il grado di retinopatia diabetica e la presenza dell’edema maculare.
8. Metodologia nello screening del danno visivo
La degenerazione maculare senile rappresenta la principale causa di cecita’ legale nei paesi industrializzati al di sopra dei 65 anni. Si tratta di una patologia cronica, progressiva con diverse manifestazioni fenotipiche e con differenti stadi di evoluzione e progressione. La riduzione dell’acuita’ visiva, avviene soltanto nelle fasi avanzate della malattia, quando’ ormai e’ difficile recuperare il danno funzionale. Spesso negli stadi precoci ed intermedi di questa malattia (caratterizzati dalla presenza di drusen maculari e di alterazioni pigmentarie dell’epitelio pigmentato retinico) l’acuita’ visiva risulta normale. Per questo la misurazione dell’acuita’ visiva non sembra essere il migliore parametro funzionale nella valutazione di questa malattia. Alterazioni della sensibilita’ al contrasto, dell’adattamento al buio, della sensibilita’ retinica maculare sono stati trovati negli stadi iniziali della degenerazione maculare senile. Una diagnosi precoce e semplice del danno funzionale permetterebbe di prevenire la irreversibile diminuzione della vista e potrebbe servire come metodo di screening di questa patologia. A tale scopo sara’ valutato l’impiego di un nuovo strumento, nella determinazione della sensibilita’ retinica maculare e della stabilita’ della fissazione in un ampio numero di soggetti affetti da degenerazione maculare senile in fase precoce ed intermedia.
