Una prótesis de retina líquida

Decidimos diseñar las nanopartículas P3HT para hacer la implantación menos invasiva y aumentar la resolución espacial de la interfaz fotoactiva

En las enfermedades degenerativas de la retina, como la degeneración macular relacionada con la edad y la retinosis pigmentaria, la pérdida progresiva de fotorreceptores en la retina causa, en última instancia, la pérdida de la visión. Ahora, como informan en Nature Nanotechnology, Fabio Benfenati, Guglielmo Lanzani y sus colegas han desarrollado una prótesis de retina líquida hecha a partir de nanopartículas poliméricas semiconductoras fotoactivas que se pueden inyectar directamente en el ojo para reemplazar funcionalmente los fotorreceptores dañados y restaurar la agudeza visual con una alta resolución espacial.

La visión de los seres humanos es posible gracias a los fotorreceptores de la retina, llamados bastones y conos, que se activan con la luz. El cambio subsiguiente en el potencial de su membrana permite la transmisión de información visual al cerebro a través del nervio óptico. Los bastones y conos cubren la capa más externa de la retina y el patrón de mosaico de tamaño micrométrico de los conos maculares determina la resolución espacial visual.

Los polímeros semiconductores, como el poli(3-hexiltiofeno) (P3HT), pueden reemplazar a los fotorreceptores degenerados proporcionando una interfaz fotoactiva que convierte la luz natural en señales eléctricas para activar las neuronas.

“Inspirada por células solares orgánicas, la interfaz está compuesta por una capa de polímero semiconductor que entra en contacto con una capa conductora subyacente y una solución electrolítica superpuesta, el medio extracelular”, explica Lanzani. “Las neuronas que crecen en la interfaz polimérica pueden ser estimuladas para disparar potenciales de acción con alta fidelidad”.

Sin embargo, hasta ahora estos dispositivos sólo se han fabricado como implantes planos, que requieren procedimientos quirúrgicos invasivos, cubren una pequeña zona de la retina y proporcionan una resolución espacial al menos 10 veces inferior a la que se logra con los conos maculares.

Benfenati y sus colegas abordaron estas limitaciones transformando la interfaz plana en un dispositivo de retina líquida.

“Dado que el componente activo del dispositivo es el polímero semiconductor P3HT, decidimos diseñar las nanopartículas P3HT para que la implantación fuera menos invasiva y para aumentar la resolución espacial de la interfaz fotoactiva y el alcance de la cobertura de la retina”, dice Benfenati.

Al ser inyectadas en el ojo, las nanopartículas se difunden por el espacio de la retina, imitando la distribución espacial de los fotorreceptores y formando una interfaz sensible a la luz con las neuronas de la retina sin ser absorbidas por las células.

En un modelo de degeneración de la retina en ratas, una única administración de nanopartículas restableció los comportamientos impulsados por la luz, la actividad de la corteza visual y la agudeza visual a niveles indistinguibles de los de las ratas sanas durante un período de ocho meses. Es importante destacar que las nanopartículas no causan inflamación.

La sencilla operación quirúrgica y la amplia cobertura de la retina, que puede restaurar el campo visual completo, abren una nueva vía para la aplicación clínica de los polímeros conjugados y una estrategia no invasiva para el tratamiento de la ceguera degenerativa.

“Ahora estamos planeando ampliar la evaluación preclínica a un animal grande, como el cerdo doméstico, que tiene ojos con tamaño y resolución espacial similares al ojo humano”, dice Benfenati. “También estamos trabajando en la ingeniería de nanopartículas más activas a través de modificaciones de la superficie para mejorar la eficiencia de la separación de cargas o la adhesión de la membrana”.

Traducción: Asociación Mácula Retina.

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