Retina artificial líquida: un gran avance para recuperar la visión
Según la Organización Mundial de la Salud, alrededor de 253 millones de personas en todo el mundo padecen trastornos visuales. Una innovación en el campo de la oftalmología podría ser el punto de inflexión para muchas de estas personas. Se trata de la primera retina artificial líquida, una colaboración entre el Instituto Italiano de Tecnología (IIT) de Milán y el IIT de Génova. Aunque todavía está en fase experimental, la terapia promete convertirse pronto en una solución segura y eficaz para el tratamiento de las enfermedades oculares degenerativas.
La retina líquida es un dispositivo médico innovador que utiliza polímeros y nanotecnología.
La base del dispositivo son los poliofenos: una clase especial de plásticos capaces de absorber la luz y transformarla en cargas eléctricas.
Estos plásticos especiales se ensamblan para formar diminutas partículas esféricas que tienen un diámetro inferior a una dos centésimas de un cabello.
Cada una de estas nanopartículas no sólo conserva la capacidad de transformar la luz en carga eléctrica, sino que es lo suficientemente pequeña como para mezclarse en agua o en un líquido biocompatible.
De hecho, la retina líquida está formada por estas nanopartículas dispersas en una solución optimizada para su uso. Se presenta en forma de un líquido coloreado que puede ser inyectado bajo la retina por un cirujano.
Una vez inyectadas, sus nanopartículas se extienden libremente por la zona de la retina y entran en contacto con las neuronas residuales que no están degeneradas por la enfermedad.
Precisamente por ello, la retina líquida puede cubrir toda la zona de la retina sin necesidad de repetir varias operaciones a lo largo del tiempo.
Dentro del ojo, las nanopartículas son estables y se fijan en su posición.
Esto les permite absorber la luz y estimular las neuronas con las que están en contacto generando cargas eléctricas.
El dispositivo se probó en un modelo de retinosis pigmentaria donde demostró su eficacia hasta 9 meses después de su implantación. En el modelo probado, la recuperación visual fue casi completa.
El papel de la retina
La percepción visual es un proceso activo que comienza con la descomposición de la imagen a nivel de la retina.
La retina es un tejido nervioso que cubre la mayor parte de la superficie interna del ojo y está formada por fotorreceptores neuronales, es decir, neuronas especializadas susceptibles de recibir señales luminosas y divididas en conos y bastones. Funcionalmente, la retina puede compararse con un fototransductor, ya que percibe las ondas luminosas y las convierte en señales bioeléctricas que viajan por el nervio óptico hasta el cerebro.
La primera prótesis fotovoltaica
La retina artificial líquida es la evolución de un modelo anterior de retina artificial planar desarrollado en 2017 por el mismo equipo de investigación. El modelo consistía en una lámina muy fina y flexible que, una vez implantada en el ojo, sustituiría las funciones de la retina deterioradas por la degeneración macular.
Retina artificial plana. Créditos: all-science.org.
La eficacia de la prótesis se debe al polímero orgánico que la recubre (rr-P3HT), que le confiere las mismas características que un semiconductor fotovoltaico. De hecho, la estructura del polímero era muy similar a la de la proteína presente en la retina y sensible a la luz.
Al estar fabricada con un material altamente biocompatible, la única limitación de este tipo de prótesis era su incapacidad para funcionar en determinadas condiciones de luz.
Para saber más sobre esto, hablamos del primer modelo de retina artificial desarrollado aquí
Una nueva propuesta de retina artificial
El nuevo modelo de retina artificial, a diferencia de su predecesor, se encuentra en estado líquido. De hecho, la prótesis está hecha de un componente acuoso en el que se suspenden nanopartículas fotoactivas. Estas últimas consisten en politiofeno, un polímero a base de carbono e hidrógeno que puede absorber la luz y transformarla en carga eléctrica.
Cuando las ondas luminosas penetran en el ojo, se convierten en una señal bioeléctrica que estimula a las células para que lleven el impulso al cerebro, de forma muy similar a la que realizan los fotorreceptores naturales.
Cuando las ondas luminosas penetran en el ojo, se convierten en una señal bioeléctrica que estimula a las células para que transporten el impulso al cerebro, de forma muy similar a la que realizan los fotorreceptores naturales.
La prótesis consiste en una doble capa de polímeros orgánicos colocados sucesivamente: se trata de un semiconductor y un conductor superpuesto a una base de fibroína, una proteína que en la naturaleza constituye la seda.
Las nanopartículas, que tienen una centésima parte del diámetro de un cabello, una vez introducidas en el ojo, ocupan el lugar de los fotorreceptores dañados.
Las nanopartículas, como una especie de «ovillos» diminutos, son capaces de agregarse cuando se inyectan en la retina y se comportan como células fotovoltaicas.
La decisión de encerrar los polímeros fotoactivos en partículas más pequeñas que los fotorreceptores condujo a un aumento del área activa de interacción con las neuronas de la retina, lo que permitió cubrir toda la superficie de la retina y reducir la fotoactivación a nivel de una sola neurona.
Una intervención menos invasiva
La solución se inyecta en el ojo mediante una jeringa y un procedimiento quirúrgico mínimamente invasivo. La prótesis se administra localmente mediante una inyección y no requiere el uso de gafas, cámaras o fuentes de energía externas para ser activada. Por esta misma razón, el procedimiento es menos traumático.
La retina artificial líquida inyectada en el ojo. Créditos: novavido.co.uk
Además, se conservan todas las ventajas de la prótesis polimérica, sobre todo la de ser naturalmente sensible a la luz que penetra en el ojo (Figura 6).
Conclusiones y perspectivas de futuro
La retina artificial líquida está aún en fase experimental y las primeras pruebas se han realizado en modelos de ratón portadores de una mutación espontánea en uno de los genes implicados en la retinosis pigmentaria.
La prótesis es capaz de activar las neuronas de la retina que aún no están dañadas, provocando respuestas visuales subcorticales, corticales y de comportamiento. En concreto, se produjo una reactivación del reflejo pupilar, de las respuestas corticales eléctricas y metabólicas a las señales luminosas, de la agudeza visual y de la orientación en el entorno. La mejora se mantuvo sin cambios durante más de 10 meses después del implante, sin provocar la inflamación de los tejidos de la retina ni la degradación de los materiales que la componen.
La start-up Novavido srl, creada gracias a las actividades de investigación del IIT, el IRCSS Ospedale Sacro Cuore Don Calabria de Negrar (Verona) y las facultades tecnológicas de Alfasigma, procederá a la fase experimental con ensayos clínicos en humanos.
«El nacimiento de Novavido es un caso emblemático de cómo la investigación persigue el objetivo de mejorar la calidad de vida de las personas, acercándose a los objetivos de sostenibilidad social a los que debe aspirar una sociedad cada vez más inclusiva».
Giorgio Metta, Director Científico del IIT
Autora: Francesca Andreotti
Traducción: Asociación Mácula Retina
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