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I ricercatori sviluppano la protesi retinica liquida artificiale per neutralizzare gli effetti dei disturbi della vista

I ricercatori a IIT-Istituto Italiano di Tecnologia (istituto di tecnologia italiano) piombo allo sviluppo rivoluzionario di una protesi retinica liquida artificiale per neutralizzare gli effetti delle malattie quali le retinite pigmentose e la degenerazione maculare senile relativa all'età che causano la degenerazione progressiva dei fotoricettori della retina, con conseguente cecità.

Lo studio è stato pubblicato in nanotecnologia della natura:

Il gruppo pluridisciplinare è composto dai ricercatori dal centro dello IIT per la neuroscienza sinaptica e la tecnologia a Genova ha coordinato da Fabio Benfenati e un gruppo dal centro dello IIT per scienza e tecnologia nana a Milano ha coordinato da Guglielmo Lanzani.

Egualmente fa partecipare il IRCCS Ospedale Sacrocuore Don Calabria in Negrar (Verona) con il cavo del gruppo da Grazia Pertile, il IRCCS Ospedale Policlinico San Martino a Genova ed il CNR a Bologna. La ricerca è stata supportata da Fondazione 13 Marzo Onlus, da Fondazione Ra.Mo., dalla s.r.l. rara dei partner e da Fondazione Cariplo.

Lo studio rappresenta lo stato dell'arte in protesi retinica ed è un'evoluzione del modello retinico artificiale planare sviluppato dallo stesso gruppo nel 2017 e basato sui materiali organici a semiconduttore (materiali della natura 2017, 16: 681-689).

La retina artificiale “della seconda generazione„ è biomimetic, offre l'alta risoluzione spaziale e consiste di una componente acquosa in cui nanoparticelle polimeriche fotoattive (di cui la dimensione è di 350 nanometri, così di circa 1/100 del diametro dei capelli) sono sospesi, andante sostituire i fotoricettori nocivi.

I risultati sperimentali mostrano che lo stimolo dell'indicatore luminoso naturale delle nanoparticelle, infatti, causa l'attivazione dei neuroni retinici risparmiati da degenerazione, così l'imitazione del funzionamento dei fotoricettori negli individui sani.

Confrontato ad altri approcci attuali, la nuova natura liquida della protesi assicura velocemente e meno ambulatorio traumatico che consistono dei microinjections delle nanoparticelle direttamente sotto la retina, in cui rimangono intrappolati e sostituiscono i fotoricettori degenerati; questo metodo egualmente assicura un'efficacia aumentata.

I dati raccolti indicano egualmente che la tecnica sperimentale innovatrice rappresenta un'alternativa valida ai metodi impiegati fin qui per riparare la capacità photoreceptive dei neuroni retinici mentre conserva la loro risoluzione spaziale, gettante la base solida per i test clinici futuri in esseri umani.

Inoltre, lo sviluppo di questi nanomaterials fotosensibili apre la strada alle nuove applicazioni future nella neuroscienza e nella medicina.

I nostri risultati sperimentali evidenziano la pertinenza potenziale dei nanomaterials nello sviluppo delle protesi retiniche di seconda generazione per trattare la cecità retinica degenerante e rappresenta un passo avanti importante.„

Fabio Benfenati, ricercatore, Istituto Italiano di Tecnologia

“La creazione di un innesto retinico artificiale liquido ha grande potenziale di assicurare una visione del ampio-campo e la visione ad alta definizione. Unendo i polimeri fotoattivi nelle particelle che sono più piccole dei fotoricettori, gli aumenti la superficie attiva di interazione ai neuroni retinici, concede riguardare facilmente l'intera superficie retinica e sottoporre a operazioni di disgaggio l'attivazione mediante la luce al livello di singolo fotoricettore.„

“In questa ricerca che abbiamo applicato la nanotecnologia a medicina„ conclude Guglielmo Lanzani. “In particolare nei nostri laboratori abbiamo realizzato le nanoparticelle che si comportano come le celle fotovoltaiche minuscole, in base a carbonio e ad idrogeno, componenti fondamentali del polimero della biochimica di vita.

Iniettato una volta nella retina, queste nanoparticelle formano i piccoli cumuli la dimensione di cui è comparabile a quella dei neuroni, che efficacemente si comportano come i fotoricettori.„

“La procedura chirurgica per l'iniezione subretinal delle nanoparticelle fotoattive è come minimo dilagante e potenzialmente replicabile col passare del tempo, a differenza delle protesi retiniche planari„ aggiunge Grazia Pertile, Direttore all'unità di funzionamento dell'oftalmologia a IRCCS Ospedale Sacro Cuore Don Calabria.

“Allo stesso tempo mantenendo i vantaggi della protesi polimerica, che è naturalmente sensibile all'indicatore luminoso che entra nell'occhio e non richiede i vetri, le macchine fotografiche o le fonti di energia di esterno.„

Lo studio della ricerca è basato sui modelli preclinici ed ulteriore sperimentazione sarà fondamentale rendere alla tecnica un trattamento clinico per le malattie quali le retinite pigmentose e la degenerazione maculare senile relativa all'età.

Source:
Journal reference:

Maya-Vatencourt, J. F., et al. (2020) Subretinally injected semiconducting polymer nanoparticles rescue vision in a rat model of retinal dystrophy. Nature Nanotechnology. doi.org/10.1038/s41565-020-0696-3.