Los investigadores desarrollan prótesis retinianas líquidas artificiales para contrarrestar los efectos de los trastornos oculares.

Los investigadores del IIT-Istituto Italiano di Tecnologia (Instituto Italiano de Tecnología) han llevado al desarrollo revolucionario de una prótesis retiniana líquida artificial para contrarrestar los efectos de enfermedades como la retinitis pigmentosa y la degeneración macular relacionada con la edad que causan la degeneración progresiva de los fotorreceptores de la retina, lo que resulta en ceguera. El estudio ha sido publicado en Nature Nanotechnology: El equipo multidisciplinario está compuesto por investigadores del Centro de Neurociencia y Tecnología Sináptica del IIT en Génova coordinado por Fabio Benfenati y un equipo del Centro de Ciencia y Tecnología Nano del IIT en Milán coordinado por Guglielmo Lanzani. También involucra al IRCCS Ospedale Sacrocuore Don Calabria en Negrar (Verona) con el equipo dirigido por Grazia Pertile, el IRCCS Ospedale Policlinico San Martino en Génova y el CNR en Bolonia.
La investigación ha sido apoyada por Fondazione 13 Marzo Onlus, Fondazione Ra.Mo., Rare Partners srl y Fondazione Cariplo.
El estudio representa el estado del arte en prótesis de retina y es una evolución del modelo de retina artificial plano desarrollado por el mismo equipo en 2017 y basado en materiales semiconductores orgánicos (Nature Materials 2017, 16: 681-689). La retina artificial de "segunda generación" es biomimética, ofrece una alta resolución espacial y consta de un componente acuoso en el que se suspenden nanopartículas poliméricas fotoactivas (cuyo tamaño es de 350 nanómetros, por lo tanto, aproximadamente 1/100 del diámetro de un cabello). Reemplace los fotorreceptores dañados. Los resultados experimentales muestran que la estimulación de la luz natural de las nanopartículas, de hecho, provoca la activación de las neuronas de la retina libres de degeneración, imitando así el funcionamiento de los fotorreceptores en sujetos sanos.
En comparación con otros enfoques existentes, la nueva naturaleza líquida de la prótesis asegura una cirugía rápida y menos traumática que consiste en microinyecciones de nanopartículas directamente debajo de la retina, donde permanecen atrapadas y reemplazan los fotorreceptores degenerados; Este método también garantiza una mayor eficacia. Los datos recopilados también muestran que la innovadora técnica experimental representa una alternativa válida a los métodos utilizados hasta la fecha para restaurar la capacidad fotorreceptiva de las neuronas retinianas al tiempo que preserva su resolución espacial, sentando una base sólida para futuros ensayos clínicos en humanos. Además, el desarrollo de estos nanomateriales fotosensibles abre el camino a nuevas aplicaciones futuras en neurociencia y medicina.
Nuestros resultados experimentales resaltan la relevancia potencial de los nanomateriales en el desarrollo de prótesis retinianas de segunda generación para tratar la ceguera retiniana degenerativa, y representa un gran paso adelante ". Fabio Benfenati, investigador, Istituto Italiano di Tecnologia "La creación de un implante retiniano artificial líquido tiene un gran potencial para garantizar una visión de campo amplio y una visión de alta resolución. Al encerrar los polímeros fotoactivos en partículas que son más pequeñas que los fotorreceptores, aumenta la superficie activa de interacción con las neuronas retinianas, permite para cubrir fácilmente toda la superficie retiniana y escalar la fotoactivación al nivel de un único fotorreceptor.
" "En esta investigación hemos aplicado la nanotecnología a la medicina", concluye Guglielmo Lanzani. "En particular, en nuestros laboratorios hemos realizado nanopartículas de polímeros que se comportan como pequeñas células fotovoltaicas, basadas en carbono e hidrógeno, componentes fundamentales de la bioquímica de la vida". Una vez inyectadas en la retina, estas nanopartículas forman pequeños agregados cuyo tamaño es comparable al de las neuronas, que efectivamente se comportan como fotorreceptores.
" "El procedimiento quirúrgico para la inyección subretiniana de nanopartículas fotoactivas es mínimamente invasivo y potencialmente replicable con el tiempo, a diferencia de las prótesis retinianas planas", agrega Grazia Pertile, directora de la Unidad Operativa de Oftalmología en IRCCS Ospedale Sacro Cuore Don Calabria. "Al mismo tiempo, mantiene las ventajas de la prótesis polimérica, que es naturalmente sensible a la luz que ingresa al ojo y no requiere anteojos, cámaras o fuentes de energía externas". El estudio de investigación se basa en modelos preclínicos y la experimentación será fundamental para hacer de la técnica un tratamiento clínico para enfermedades como la retinitis pigmentosa y la degeneración macular relacionada con la edad.
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