Autologous cultivated oral mucosa epithelial transplantation for the treatment of bilateral corneal burns: preliminary results

The ocular epithelial surface encompasses three contiguous layers, namely the conjunctiva, the limbus and the cornea. The limbus is the transition zone between the cornea and the conjunctiva and constitutes the reservoir of stem cells, necessary for corneal epithelial regeneration. Indeed, the epithelium, being the outer most layer of the eye, is daily exposed to trauma and its integrity has to be maintained in order to achieve an optimal visual acuity. Multiple conditions may end up in the loss of stem cells at the level of the limbus leading to “limbal stem cell deficiency” which may be complete or partial and interest one or both eyes. The absence of stem cells results in a protective mechanism named “conjunctivalization”, which is the totally substitution of the corneal epithelium by a vascularized conjunctival pannus, leading to visual loss. In case of partial limbal stem cells deficiency the treatments are multiple, being the autologous cultivated limbal epithelial transplantation (CLET) the most efficient, consisting in the in vitro expansion of autologous limbal cells taken from the uninjured eye. Whenever the limbal stem cells deficiency interests both of the eye, the oral mucosal epithelium could be a valid source of stem cells. The aim of our study is to illustrate the effectiveness of autologous transplantation of cultured stem cells derived from oral epithelial tissue in patients affected by bilateral total limbal stem cell deficiency due to chemical ocular burns. The administered stem cells, sourced from the oral mucosa, are expected to undergo partial proliferation, differentiation, and migration during the corneal repair process, facilitating the regeneration of epithelial tissue. Furthermore, they could potentially establish a reservoir of stem cells capable of perpetually renewing the corneal epithelium. The reconstitution of the corneal epithelium is fundamental for the success of perforating keratoplasty (PK), which is the surgical treatment consisting in the removal of the whole corneal tissue and its replacement with a healthy one from a donor. With our study we illustrate the preliminary results of this treatment in two patients approved by AIFA, describing their follow up from the time of oral mucosal graft until the post-surgery (PK) period.

La superficie epiteliale oculare comprende tre strati contigui, ovvero la congiuntiva, il limbus e la cornea. Il limbus è la zona di transizione tra la cornea e la congiuntiva e costituisce il reservoir delle cellule staminali, necessarie per la rigenerazione dell'epitelio corneale. Infatti, l'epitelio, essendo lo strato più esterno dell'occhio, è quotidianamente esposto a traumi e la sua integrità deve essere mantenuta per ottenere un'acuità visiva ottimale. Molteplici condizioni possono portare alla perdita delle cellule staminali a livello del limbus, determinando un “deficit di cellule staminali limbari” che può essere completo o parziale e interessare uno o entrambi gli occhi. L'assenza di cellule staminali determina un meccanismo protettivo denominato “congiuntivalizzazione”, che consiste nella sostituzione totale dell'epitelio corneale con un panno congiuntivale vascolarizzato, che comporta la perdita della vista. In caso di deficit parziale di cellule staminali limbari i trattamenti sono molteplici. Tra questi il trapianto autologo di epitelio limbare coltivato (CLET)è il più efficace. Il trattamento consiste nell'espansione in vitro di cellule limbari autologhe prelevate dall'occhio non lesionato. Quando la carenza di cellule staminali limbari interessa entrambi gli occhi, l'epitelio della mucosa orale può essere una valida fonte di cellule staminali. Lo scopo del nostro studio è illustrare l'efficacia del trapianto autologo di cellule staminali coltivate derivate dal tessuto epiteliale orale in pazienti affetti da deficit bilaterale e totale di cellule staminali limbari causata da un’ustione chimica a livello oculare. L’idea del nostro studio è che le cellule staminali somministrate e provenienti dalla mucosa orale, vadano incontro ad una parziale proliferazione, differenziazione e migrazione durante il processo di riparazione corneale, facilitando la rigenerazione del tessuto epiteliale. Inoltre, possono potenzialmente costituire un serbatoio di cellule staminali in grado di rinnovare continuamente l'epitelio corneale. La ricostituzione dell'epitelio corneale è fondamentale per il successo della cheratoplastica perforante (PK), che è il trattamento chirurgico che consiste nella rimozione dell'intero tessuto corneale e nella sua sostituzione con uno sano proveniente da un donatore. Con il nostro studio illustriamo i risultati preliminari di questo trattamento in due pazienti approvati dall'AIFA, descrivendo il loro follow-up dal momento dell'innesto della mucosa orale fino al periodo post-operatorio (PK).