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Uno studio per correggere il daltonismo con le lenti a contatto

Daltonismo, tra terapie tradizionali ed innovative lenti a contatto con proprietà ottiche speciali

Gli ingegneri Sharon Karepov e Tal Ellenbogen dell’Università di Tel Aviv hanno recentemente ideato una nuova tecnologia per correggere il daltonismo. Si tratta di lenti a contatto innovative grazie all’utilizzo delle metasuperfici e le loro proprietà ottiche. L’esito dello studio è stato pubblicato sulla rivista Optics Letters.

Che cos’è il daltonismo?

Il daltonismo è una patologia caratterizzata da un’alterata percezione dei colori, anche detta cecità ai colori che può essere totale o parziale. Si tratta di una disfunzione dei coni, fotorecettori altamente specializzati che si trovano sulla retina. Esistono tre tipi di coni classificati a seconda della lunghezza d’onda:

  • S (short) comunemente per il rosso;
  • M (medium) per il verde;
  • L (long) per il blu.
Sensibilità dei coni e dei bastoncelli
Sensibilità dei tre coni e dei bastoncelli (R) alle differenti lunghezze d’onda. Credits: Altrimondi

Formalmente nota come discromatopsia, è causata da un’alterazione ereditaria dei fotorecettori e nel 2018 si contavano 300 milioni di persone nel mondo daltoniche, con grande prevalenza maschile. Vediamo perché.

La trasmissione dei caratteri legati ai cromosomi sessuali (X o Y) è diversa a seconda del tipo di incrocio. L’allele normale che determina la percezione dei colori (C) è dominante su quello mutato, posto sul cromosoma X. La probabilità di trasmissione del carattere è dettata dal fatto che una figlia (XX) riceve un cromosoma X dalla madre e uno dal padre, mentre il figlio (XY) riceve il suo unico cromosoma X dalla madre. Per questo motivo, se l’8% della popolazione maschile è daltonica, le femmine sono molto meno numerose: 8% × 8% = 0.64%. Nonostante siamo soliti pensare ad un unico disturbo che va sotto il nome di daltonismo, esistono vari tipi di discromatopsia e soprattutto a diversi livelli di intensità. Differente è invece l’acromatopsia, che indica l’incapacità totale di percepire i colori. Distinguiamo quindi 3 tipologie di daltonismo.

Tipi di daltonismo

La terapia oggi

Al momento non esistono cure, piuttosto rimedi per ridurre la percezione del colore eccessivamente rilevato a seconda del tipo di daltonismo. È nel 2012 che una prima versione di occhiali correttivi arriva sul mercato dall’azienda EnChroma sotto lo slogan “Color for the Color Blind”. Questi puntano a bloccare parte dello spettro di luce visibile attraverso filtri ottici, tendendo a diminuire la sovrapposizione tra lo spettro dei coni M e L. Tuttavia, fisionomia ed efficacia non sembrano trovare riscontri pienamente positivi, come ha voluto dimostrare uno studio dell’Università di Granada del 2018 effettuato su 48 volontari affetti da daltonismo. Ad affiancare questa soluzione si propone la terapia genica, ovvero il trapianto di un gene ‘correttivo’ per curare malattie ereditarie, quale è il daltonismo. A partire dal 2010 sono in corso degli studi per correggere l’acromatopsia grazie all’impiego di un Virus Adeno-Associato (AAV) per introdurre la corretta sequenza genica senza che la retina venga danneggiata.

Terapia genica daltonismo
Credits: BCM Families Foundation

Lenti a contatto innovative

L’alternativa proposta da Sharon Karepov e Tal Ellenbogen vuole trattare la deuteranopia. Si tratta di lenti a contatto specifiche costruite con metasuperfici, sottilissimi strati di metamateriali che consentono un controllo della luce senza precedenti, risolvendo il problema della voluminosità della lente. I metamateriali sono dei materiali creati artificialmente con particolari proprietà non riscontrabili in natura. Diversamente dai materiali naturali classici, le proprietà ottiche posso essere adattate e modificate a seconda della lunghezza d’onda della radiazione luminosa che si vuole modulare. Queste particolari caratteristiche dipendono più dalla struttura geometrica che dalla composizione chimica, come invece sono i materiali compositi.

I due ingegneri hanno ideato una tecnica di fabbricazione della lente per adattare il substrato piatto della metasuperficie alla curvatura della stessa. Ad ogni step produttivo, venivano testate le proprietà ottiche, le quali rimanendo inalterate garantirono il compimento dello studio. L’obiettivo è quello di ripristinare il contrasto cromatico e migliorare la percezione del colore, nonché estendere questa tecnologia ad altre disfunzioni dei fotorecettori. I ricercatori hanno dimostrato l’efficacia delle lenti a contatto tramite simulazioni standard di percezione del colore per quantificare la variazione prima e dopo l’elemento ottico.

Immagini simulazione lente daltonismo
Credits: Sharon Karepov, Tel Aviv University

Le immagini simulano l’effetto della nuova lente a contatto su una persona affetta da deuteranomalia. L’immagine in alto rappresenta la scena originale e quella nel mezzo è come apparirebbe ad una persona con deuteranomalia. In basso troviamo invece la vista corretta con metasuperfici. La distinzione cromatica con le lenti a contatto è stata stimata essere 10 volte superiore al normale. La capacità di trattare le metasuperfici su substrati non necessariamente piatti potrebbe avere risvolti importanti nel mondo-medico scientifico. Le lenti a contatto non saranno la cura per il daltonismo, ma rappresentano un valido strumento per personalizzare la terapia daltonica.

Articolo a cura di Gloria Zucchini.

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