La primera retina artificial líquida es italiana: es una prótesis formada por una solución acuosa en la que se suspenden las nanopartículas fotoactivas, capaces de cumplir las funciones de los fotorreceptores naturales de la retina, cuando estos están dañados por enfermedades neurodegenerativas y el envejecimiento. La investigación es el resultado de una colaboración entre investigadores del Centro de Neurociencia Sináptica del Instituto Italiano de Tecnología (IIT) en Génova, coordinado por Fabio Benfenati, y un equipo del Centro de Nanociencia del IIT en Milán, coordinado por Guglielmo Lanzani, con la clínica oftalmológica IRCCS Sacrocuore Don Calabria en Negrar.
Profesor Lanzani, ¿cuáles son las enfermedades que pueden beneficiarse de su investigación?
Son principalmente dos enfermedades: la primera es la retinitis pigmentosa. Es un defecto de los fotorreceptores degradantes, que comienza desde la periferia porque ataca primero las varillas , es decir, los fotorreceptores que permiten la visualización en condiciones de poca luz. De hecho, también se llama «la enfermedad de la oscuridad». Tiene origen genético y también puede derivarse de la desnutrición, por ejemplo, si la dieta es baja en carotenoides. Cuando la enfermedad progresa, primero se pierde la visión periférica y luego también la visión central. Puede atacar temprano, incluso a los 20 años, o después de 50/60 años. Y afecta a una de cada 3000 personas.
La otra enfermedad es la degeneración macular. Esta es una degeneración de los fotorreceptores que, por el contrario, comienza desde el centro de la retina y luego se extiende a toda la retina. Es una enfermedad que generalmente afecta a las personas mayores: más de 80 años se vuelve bastante común.
¿Cómo funciona tu retina líquida?
Nuestra prótesis es una solución en la que se suspenden las nanopartículas hechas de un polímero a base de carbono que absorbe la luz. Es un polímero que también se usa para células fotovoltaicas. Cuando las nanopartículas absorben la luz que ingresa al ojo, la convierten en una señal bioeléctrica que estimula las células. Incluso los fotorreceptores naturales (llamados conos y bastones) que tenemos en la retina convierten la luz en una señal eléctrica: la función de nuestras nanopartículas es exactamente la misma. Sin embargo, el mecanismo por el cual trabajan no es exactamente el mismo porque en la naturaleza obviamente las cosas son más complicadas, y hay una cascada de procesos bioquímicos y neurotransmisores que en este caso no están allí. El nuestro es un proceso más simple y más directo: es un tipo de efecto fotovoltaico.
¿Cómo se colocan las nanopartículas en el ojo?
La solución se inyecta con una jeringa en el espacio entre el epitelio pigmentado y las células bipolares, es decir, exactamente en la capa donde generalmente hay fotorreceptores. Se requiere una pequeña cirugía para abrir la esclerótica, es decir, la parte más externa del ojo, y crear un bolsillo en la coroides donde se inserta la aguja para inyectar la solución. Sin embargo, es un proceso mucho menos invasivo que el requerido para las prótesis retinianas actuales.
¿Qué resultados has logrado hasta ahora en la prueba?
Hasta que se pruebe en humanos, no estamos 100% seguros de que funcione. Pero todas las pruebas que hemos realizado hasta ahora demuestran no solo la sensibilidad a la luz recuperada, sino también la agudeza visual, es decir, la capacidad de distinguir los detalles. Y también medimos la señal en la corteza visual, es decir, la parte del cerebro que está asociada con el ojo. Hemos verificado que si iluminamos el ojo, el cerebro responde, es decir, recibe correctamente una señal visual.
¿Cuáles son las ventajas de este enfoque en comparación con las soluciones existentes?
Para la retinitis pigmentosa (retinosis pigmentaria) existen enfoques genéticos, que sin embargo funcionan mal y mal, porque es una enfermedad que tiene muchas cepas genéticas y, por lo tanto, es difícil identificar los genes correctos para actuar. Luego hay un enfoque farmacológico, pero las moléculas utilizadas funcionan solo durante unas pocas horas y luego el efecto desaparece. Luego están las prótesis que están hechas de silicio, que se insertan en la misma posición en la que inyectamos las nanopartículas y estimulamos la retina a través de electrodos metálicos. Estas prótesis necesitan nutrición. En los primeros modelos incluso había un cable, pero ahora se alimentan de forma inalámbrica, pero requieren anteojos. Estas prótesis están en el mercado y cuestan alrededor de 100 mil euros, incluida la operación: dan sensibilidad a la luz,la capacidad de reconocer quizás una puerta abierta iluminada o letras grandes con retroiluminación, pero tienen un rendimiento muy pobre.
Retinosis pigmentaria y degeneración macular: estas son solo dos de las enfermedades que pueden beneficiarse con la realización de una retina líquida (aún en desarrollo) con nanopartículas de carbono que estarían disponibles en 5 años.
Además, tu retina artificial es más biocompatible, ¿verdad?
Sí, porque en lugar de silicio usamos carbono. Y la molécula que fabricamos es muy similar a las moléculas biológicas, a los carotenoides, a la vitamina A, que es la que naturalmente termina en la retina. Así que el nuestro es un enfoque muy bioafinado.
Su prótesis líquida debe hacer que las intervenciones sean más cortas y menos traumáticas …
Los implantes planos requieren cirugía invasiva que se puede realizar solo una vez, es difícil de extraer e implica reacciones inflamatorias importantes, al menos inicialmente. Además, la prótesis plana, incluida la de silicona, está limitada a la posición donde se inserta y al área que tiene. En cambio, nuestra prótesis líquida, después de la inyección, se distribuye uniformemente, extendiéndose por toda la retina. Sería imposible obtener la misma «cobertura» con una prótesis no líquida.
¿Hubo un momento «Eureka» en esta búsqueda? ¿Cómo surgió la idea de las nanopartículas?
La idea inicial fue, más o menos, «¡Pongamos una célula fotovoltaica en el ojo!». Y en este camino, hace tres años habíamos hecho una prótesis plana. Pero luego nos dimos cuenta de que no necesitábamos una estructura complicada, no necesitábamos un sustrato o un electrodo: para convertir la luz en un estímulo para las células de la retina, el polímero solo era suficiente. Entonces pensamos en las nanopartículas porque claramente es más fácil introducirlas.
Si todo va bien desde el punto de vista del ensayo clínico, ¿cuánto tiempo estarán disponibles las «retinas líquidas»?
Yo diría que 5 años. Una preocupación típica de los estudios que involucran nanopartículas es asegurarse de que no vayan por donde no tienen que hacerlo. En nuestro caso somos más afortunados porque el ojo es un sistema bastante cerrado y circunscrito: es poco probable que salga algo. Así que tenemos bastante confianza.
(foto de arriba: Profesor Guglielmo Lanzani)
Nota de Giuliano Aluffi en La República
Editado por Geomédica
Las interconsultas internacionales (second opinion) sobre Oftalmología son evaluadas en Cuba por nuestra consultora la Dra. Maritza Herrera Mora
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