Un approccio transpupillare per il crosslinking della sclera del porcellino d’India usando WST11 e luce nel vicino infrarosso

Perché questa ricerca sull’occhio è importante

Un numero sempre maggiore di bambini e adulti nel mondo sta diventando miope, una condizione che aumenta il rischio di gravi malattie oculari e persino di cecità più avanti nella vita. Una delle ragioni per cui la miopia può peggiorare è che la tunica esterna bianca dell’occhio, la sclera, si allunga e si indebolisce gradualmente, permettendo all’occhio di crescere troppo in lunghezza. Questo studio esplora un nuovo approccio sottile come un ago e basato sulla luce per irrigidire e rinforzare la sclera dall’esterno, offrendo potenzialmente in futuro un modo per rallentare o prevenire l’allungamento pericoloso dell’occhio senza ricorrere a interventi chirurgici invasivi.

Un nuovo modo per rinforzare la parete oculare

Gli approcci esistenti per rinforzare la sclera presentano limiti importanti. I metodi precedenti basati sulla luce utilizzavano luce ultravioletta e la vitamina riboflavina per creare legami aggiuntivi nel collagene, la principale proteina strutturale della parete oculare. Pur potendo irrigidire i tessuti, la luce ultravioletta non penetra in profondità e può danneggiare la delicata retina a meno che i chirurghi non espongano chirurgicamente la sclera dall’esterno. Agenti chimici iniettati attorno all’occhio possono anch’essi crosslinkare il collagene ma tendono a diffondersi oltre l’area bersaglio e possono causare aumento della pressione intraoculare, infiammazione o danni retinici. I ricercatori hanno invece testato un farmaco chiamato WST11, miscelato con un polimero zuccherino addensante chiamato destrosio (dextran), e lo hanno attivato con luce nel vicino infrarosso (NIR) a una lunghezza d’onda (753 nm) che può attraversare in sicurezza la pupilla e raggiungere la parte posteriore dell’occhio.

Mantenere il trattamento dove serve

Il primo passo è stato assicurarsi che il farmaco rimanesse principalmente nella sclera e non filtrasse in strati più profondi e sensibili come la retina. Utilizzando occhi di porcellini d’India, un modello ben consolidato per la miopia umana, il team ha immerso la parte posteriore dell’occhio in soluzioni di WST11 contenenti diverse quantità di dextran. Al microscopio a fluorescenza hanno osservato fino a che punto si diffondeva il farmaco dal colore porpora. Basse concentrazioni di dextran permettevano al WST11 di attraversare la sclera e raggiungere la coroide ricca di vasi, mentre concentrazioni più alte rendevano la soluzione più densa e rallentavano nettamente il movimento del farmaco. Con il 10% di dextran e 30 minuti di esposizione, la maggior parte del composto rimaneva nella metà esterna della sclera. La modellizzazione computazionale della diffusione ha confermato che queste condizioni avrebbero mantenuto meno dell’1% della concentrazione massima del farmaco al confine con la coroide in questo intervallo di tempo, quindi questa formulazione è stata scelta per i test successivi.

Valutare quanto la sclera diventa più forte

Per trovare la dose di luce ottimale, i ricercatori hanno quindi illuminato campioni scleral trattati con varie potenze e durate di NIR e misurato con quale facilità il tessuto si contraeva quando veniva riscaldato delicatamente. Il collagene crosslinkato mantiene la sua forma a temperature più alte, dunque il numero chiave è stato la temperatura a cui si verificava il 50% della contrazione. Tra molte combinazioni, tutti i trattamenti con WST11 più NIR hanno aumentato questa temperatura rispetto agli occhi non trattati, il che significa che il tessuto era diventato più resistente al calore e quindi più fortemente crosslinkato. Un’impostazione relativamente blanda — 10 milliwatt per centimetro quadrato per 30 minuti dopo un bagno di 30 minuti nel farmaco — ha prodotto uno dei maggiori aumenti, circa 6,8 °C, e ha anche aumentato la rigidità meccanica (modulo di Young) nei test di trazione standard. Degno di nota, gli occhi di porcellini d’India più anziani (circa cinque‑sei mesi) hanno mostrato un effetto di rinforzo maggiore rispetto a quelli di animali più giovani, suggerendo che la maturità tissutale influenza l’efficacia del trattamento.

Dal banco di laboratorio agli occhi vivi

Successivamente, il team ha cercato di simulare come il trattamento potrebbe essere somministrato nei pazienti. In una serie di esperimenti hanno irradiato con luce NIR attraverso la pupilla occhi intatti imbevuti del farmaco e hanno scoperto che questa via “transpupillare” irrigidiva la sclera equatoriale (la regione attorno alla metà dell’occhio) altrettanto bene quanto l’esposizione diretta a pezzi di sclera nuda. Un semplice modello fisico ha suggerito che circa il 40% della luce NIR entrante dovrebbe essere ancora disponibile alla superficie posteriore della sclera del porcellino d’India, sufficiente a innescare il crosslinking. Infine, in animali vivi anestetizzati, la miscela di farmaco è stata iniettata attorno all’occhio vicino all’equatore o nella parte più posteriore, lasciata a contatto per 30 minuti e quindi attivata con NIR che entrava attraverso la pupilla. In entrambe le regioni, la sclera trattata ha mostrato una stabilità termica significativamente maggiore rispetto al tessuto degli occhi controlaterali non trattati, dimostrando che questo approccio minimamente invasivo può funzionare in vivo. Un moderato rafforzamento è stato osservato anche negli occhi di controllo esposti solo a luce e soluzione salina, sollevando la possibilità che la sola luce NIR possa indurre un rimodellamento benefico.

Cosa potrebbe significare per le persone con miopia in peggioramento

Nel complesso, lo studio dimostra che una soluzione di WST11 e dextran accuratamente formulata, attivata da livelli sicuri di luce nel vicino infrarosso diretta attraverso la pupilla, può irrigidire selettivamente la sclera nei porcellini d’India senza una diffusione evidente del farmaco nei tessuti più profondi. Il metodo ha rinforzato sia le regioni laterali sia quelle posteriori della parete oculare ed è risultato più efficace negli occhi più maturi, suggerendo che futuri trattamenti potrebbero essere personalizzati in base all’età. Pur restando molte questioni aperte — in particolare sulla sicurezza a lungo termine, sul dosaggio ideale in occhi di dimensioni umane e sull’impatto reale sulla progressione della miopia — questo lavoro offre un progetto promettente per una procedura non invasiva che mira direttamente alla debole involucro esterno dell’occhio, impedendone l’allungamento e proteggendo la vista nel corso della vita.

Citazione: Vogels, D.H.J., Abdulla, Y., Myles, W. et al. A transpupillary approach for crosslinking Guinea pig sclera using WST11 and near-infrared light. Sci Rep 16, 6098 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36438-w

Parole chiave: controllo della miopia, crosslinking sclerale, luce nel vicino infrarosso, trattamento WST11, modello oculare del porcellino d’India