Il "Nerve Growth Factor" (NGF) utilizzato per curare l'ulcera corneale umana

È stato recentemente pubblicato sul "New England Journal of Medicine", una tra le più importanti riviste scientifiche internazionali nel campo medico, il risultato di una nostra ricerca durata oltre due anni su pazienti affetti da ulcere neurotrofiche corneali, una patologia rara, fino ad oggi priva di una efficace terapia.

Lo studio, frutto di una lunga e intensa attività di ricerca di base, pre-clinica e clinica, è iniziato circa otto anni fa ed è condotto dal dr. Luigi Aloe dell'Istituto di Neurobiologia del CNR, dal dr. Alessandro Lambiase e dal dr. Stefano Bonini della Clinica Oculistica dell'Università di Roma "Tor Vergata", dal dr. Paolo Rama e dal dr. Giancarlo Caprioglio della Divisione Oculistica dell'Ospedale di Venezia.

Le ulcere corneali

Le ulcere corneali neurotrofiche umane sono patologie caratterizzate da un deficit totale o parziale della sensibilità della cornea, associato ad alterazioni della vitalità e del metabolismo dell'epitelio. Esistono forme primarie con un deficit di una o più branche del trigemino e forme secondarie causate da ustioni chimiche o fisiche, interventi oculari, patologie di natura infettiva, da abuso di anestetici topici. Il decorso clinico è caratterizzato dall'insorgenza di erosioni epiteliali con scarsa tendenza alla riparazione spontanea. Spesso si assiste a sovrainfezione e il decorso naturale è verso la formazione di cicatrici corneali e/o lo sviluppo di ulcere corneali che tendono ad approfondirsi fino alla perforazione dell'occhio con perdita della funzione visiva. Sebbene tentativi per riparare il danno corneale siano stati fatti utilizzando composti contenenti fibronectina, plasmina, inibitori delle collagenasi, nessuno di questi trattamenti si è rivelato risolutivo o in grado di bloccare o ridurre il danno della cornea o di modificare l'esito finale della patologia. Il ricoprimento congiuntivale si rende necessario quando la perforazione corneale sia imminente o già sopravvenuta e ha l'unico scopo di preservare l'integrità anatomica del bulbo oculare, mentre la funzione visiva viene sacrificata. Inoltre, il trapianto della cornea, sia lamellare sia perforante, è assolutamente controindicato per la frequente comparsa di recidive anche sul lembo trapiantato e per il rischio di sovra-infezioni. Anche l'intervento chirurgico non è in grado di migliorare e/o ripristinare uno strato epiteliale integro e vitale. Attualmente non esistono terapie mediche o chirurgiche in grado di influire sull'evoluzione della malattia.

La professoressa Rita Levi Montalcini, responsabile della scoperta del NGF, e il dottor Luigi Aloe, autore della ricerca sull'azione del NGF nell'ulcera neurotrofica corneale

Cenni storici sul Nerve Growth Factor

Nerve Growth Factor (NGF), o Fattore di Crescita Nervoso, scoperto nei primi anni `50 dalla professoressa Rita Levi-Montalcini, venne la prima volta individuato in alcuni tessuti tumorali ed in seguito nel veleno di serpente e nelle ghiandole salivari di topo. Oggi è noto che il NGF è prodotto da una grande varietà di cellule presenti non solo nel Sistema Nervoso Centrale (SNC) e Periferico, ma anche da fibroblasti, cellule epiteliali e cellule appartenenti al sistema immunitario ed endocrino. Nel SNC la quantità maggiore del NGF è prodotta nella corteccia, nell'ippocampo e nell'ipotalamo, ma quantità fisiologicamente rilevanti sono prodotte anche in altre aree del SNC, compreso il midollo spinale. Da qualche anno il NGF si ottiene anche per via ricombinante, anche se sia nella ricerca di base sia nella ricerca clinica viene utilizzato prevalentemente il NGF murino. Nel nostro e in altri centri di ricerca il NGF purificato viene attivamente impiegato per studi pre-clinici e clinici, in particolare in neuropatie periferiche e cerebrali (vedi tabella nella pagina precedente).

Per la scoperta e per la caratterizzazione del ruolo del NGF sulle cellule nervose, nel 1986 la professoressa Rita Levi-Montalcini fu insignita del Premio Nobel.

Per raggiungere i risultati ottenuti sono state necessarie un'intensa attività di ricerca di base e una ricerca pre-clinica su alcune specifiche patologie oculari

Lo studio sul ruolo del NGF in patologie oculari, condotto prevalentemente su modelli animali, è cominciato nell'Istituto di Neurobiologia del CNR verso la fine del 1990. A questo studio pilota hanno inizialmente partecipato la professoressa R. Levi-Montacini, la professoressa Marcella Nazzaro-Porro dell'Ospedale San Gallicano di Roma, Alessandro Lambiase e Stefano Bonini del Dipartimento di Oculistica dell'Università di Roma "Tor Vergata".

Il primo approccio sperimentale è stato quello di analizzare il ruolo del NGF ed in particolare gli effetti di questa molecola sulle patologie retiniche a carattere degenerativo o sui processi infiammatori del segmento anteriore dell'occhio. I risultati di queste ricerche ottenute utilizzando un roditore (ceppo murino C3H), caratterizzato da una progressiva degenerazione dei fotorecettori simile alla retinite pigmentosa umana, hanno evidenziato che il trattamento del NGF, sia intra-oculare sia retro-oculare, è capace di indurre un rallentamento della progressione della retinopatia.

Per approfondire il ruolo del NGF sui processi degenerativi dei neuroni gangliari della retina, abbiamo successivamente studiato l'azione del NGF nell'ipertono oculare di roditori. Utilizzando questo modello patologico, caratterizzato da una perdita progressiva dei neuroni gangliari retinici, abbiamo riscontrato una presenza significativa del NGF nell'umore acqueo a concentrazioni biologicamente attive e ipotizzato che la presenza del NGF è funzionalmente rilevante nella fisiopatologia della pressione intra-oculare e nell'evoluzione del danno della retina. Sulla base di questi riscontri sperimentali, abbiamo quindi studiato l'effetto protettivo del NGF endogeno sulle cellule gangliari mediante inibizione con anticorpi specifici e abbiamo valutato un possibile effetto del NGF esogeno nel proteggere la retina dall'insulto iperbarico. I dati emersi hanno dimostrato l'efficacia del NGF nel prevenire e/o rallentare il danno sui neuroni gangliari da ipertono oculare. Queste ed altre ricerche hanno successivamente evidenziato un ruolo fisiopatologico del NGF in patologie di natura infiammatoria nel segmento anteriore dell'occhio e prospettato il coinvolgimento del NGF in congiuntiviti di natura allergica.

Occhio di un paziente affetto da ulcera neurotrofica della cornea

La decisione di utilizzare il NGF in patologie oculari umane

A partire dall'inizio del 1996, è stata presa in considerazione la possibilità di utilizzare il NGF nelle ulcere neurotrofiche umane. L'occasione per iniziare uno studio pilota su questa patologia si è presentata all'inizio del 1996 di fronte a un caso abbastanza disperato di una ragazzina di 9 anni, ricoverata presso la Divisione Oculistica dell'Ospedale Civile di Venezia, la quale aveva già perso la capacità visiva dell'occhio destro e presto avrebbe perso anche quella dell'occhio sinistro. I molti tentativi e l'utilizzo dei farmaci disponibili per curare questa forma di patologia si erano rivelati inefficaci.

Constatata questa situazione, si è deciso, dopo una meditata e accurata consultazione e dopo aver ottenuto il consenso dai genitori della paziente, di provare a somministrare per via topica la molecola NGF. L'effetto osservato dopo solo alcuni giorni di trattamento è risultato sorprendentemente positivo e - occorre dire - al di sopra di ogni nostra più rosea aspettativa. Dopo questa prima positiva osservazione abbiamo ritenuto opportuno iniziare uno studio pilota con altri pazienti affetti dalla stessa patologia per verificare la consistenza dell'effetto ottenuto. Il risultato di un follow-up di quasi due anni su numerosi altri pazienti non ha soltanto confermato il risultato iniziale, ma ha anche indicato l'assenza di effetti collaterali ed evidenziato la completa irreversibilità dell'azione del NGF. Inoltre, non si è osservata nessuna forma di recidiva della patologia. I risultati di questo studio hanno evidenziato come, in tutti i casi trattati, si è avuta una guarigione dell'ulcera corneale con un recupero della funzione visiva e, nella maggior parte dei casi, un completo ripristino della sensibilità.

Considerazioni sui risultati ottenuti e prospettive future

Una prima considerazione importante emersa da questa ricerca è la dimostrazione che la molecola NGF può essere utilizzata in una patologia oculare umana per la quale non esistono al momento farmaci efficaci.

Una seconda considerazione rilevante è la dimostrazione che in Italia la collaborazione tra ricerca di base e ricerca applicata o clinica, spesso giudicata difficile, se non addirittura, in alcune realtà, ritenuta quasi impossibile, si è rivelata nel nostro caso essenziale. Partendo da questa e da altre esperienze scientifiche riteniamo verosimile un ruolo del NGF in alcune specifiche neuropatie periferiche, particolarmente quelle indotte da traumi chirurgici o da farmaci neoplastici.