La ricerca dell'IIT-Istituto Italiano di Tecnologia ha portato allo sviluppo rivoluzionario di una protesi artificiale di retina liquida per contrastare gli effetti di malattie come la retinite pigmentosa e la degenerazione maculare senile che causano la progressiva degenerazione dei fotorecettori del la retina, con conseguente cecità. Lo studio è stato pubblicato su Nanotecnologia della natura .

Lo studio rappresenta lo stato dell'arte nelle protesi retiniche ed è un'evoluzione del modello retinico artificiale planare sviluppato dallo stesso team nel 2017 e basato su materiali semiconduttori organici ( Materiali della natura 2017, 16:681-689).

La retina artificiale di "seconda generazione" è biomimetica, offre un'elevata risoluzione spaziale ed è costituito da un componente acquoso in cui nanoparticelle polimeriche fotoattive (la cui dimensione è di 350 nanometri, quindi circa 1/100 del diametro di un capello) sono sospesi, e sostituirà i fotorecettori danneggiati.

I risultati sperimentali mostrano che la stimolazione luminosa naturale delle nanoparticelle, infatti, provoca l'attivazione dei neuroni retinici risparmiati dalla degenerazione, imitando così il funzionamento dei fotorecettori in soggetti sani.

Rispetto ad altri approcci esistenti, la nuova natura liquida della protesi assicura un intervento chirurgico veloce e meno traumatico che consiste in microiniezioni di nanoparticelle direttamente sotto la retina, dove rimangono intrappolati e sostituiscono i fotorecettori degenerati; questo metodo garantisce anche una maggiore efficacia.

I dati raccolti mostrano, inoltre, che l'innovativa tecnica sperimentale rappresenta una valida alternativa ai metodi finora utilizzati per ripristinare la capacità fotorecettiva dei neuroni retinici preservandone la risoluzione spaziale, gettando solide basi per futuri studi clinici sull'uomo. Inoltre, lo sviluppo di questi nanomateriali fotosensibili apre la strada a nuove applicazioni future nelle neuroscienze e nella medicina.

"I nostri risultati sperimentali evidenziano la potenziale rilevanza dei nanomateriali nello sviluppo di protesi retiniche di seconda generazione per il trattamento della cecità retinica degenerativa, e rappresenta un importante passo avanti, "La creazione di un impianto retinico artificiale liquido ha un grande potenziale per garantire una visione ad ampio campo e una visione ad alta risoluzione", ha commentato Fabio Benfenati. Racchiudere i polimeri fotoattivi in ​​particelle più piccole dei fotorecettori aumenta la superficie attiva di interazione con i neuroni retinici, e permette di coprire facilmente l'intera superficie retinica e di scalare la fotoattivazione a livello di un singolo fotorecettore."

"In questa ricerca abbiamo applicato la nanotecnologia alla medicina, " conclude Guglielmo Lanzani. "In particolare nei nostri laboratori abbiamo realizzato nanoparticelle polimeriche che si comportano come minuscole celle fotovoltaiche, a base di carbonio e idrogeno, componenti fondamentali della biochimica della vita. Una volta iniettato nella retina, queste nanoparticelle formano piccoli aggregati la cui dimensione è paragonabile a quella dei neuroni, che si comportano effettivamente come fotorecettori."

"La procedura chirurgica per l'iniezione sottoretinica di nanoparticelle fotoattive è minimamente invasiva e potenzialmente replicabile nel tempo, a differenza delle protesi retiniche planari, " aggiunge Grazia Pertile, Direttore dell'Unità Operativa di Oftalmologia dell'IRCCS Ospedale Sacro Cuore Don Calabria. "Allo stesso tempo, mantiene i vantaggi delle protesi polimeriche, che sono naturalmente sensibili alla luce che entra nell'occhio e non necessitano di occhiali, telecamere o fonti di energia esterne."

Lo studio di ricerca si basa su modelli preclinici e ulteriori sperimentazioni saranno fondamentali per rendere la tecnica un trattamento clinico per malattie come la retinite pigmentosa e la degenerazione maculare senile.