HyVIS: sinapsi bioniche per tornare a vedere

Ha preso il via HyVIS, un progetto europeo finanziato con 3 milioni di euro e coordinato dall’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT).  Il target dello studio sono i pazienti affetti da distrofie della retina, in particolare retinite pigmentosa e degenerazione maculare legata all’età. Queste due patologie sono accomunate dalla graduale perdita dei fotorecettori, condizione che porta a una progressiva perdita del campo visivo. Non sono ad ora disponibili delle cure, ma solo delle terapie per rallentare la loro progressione. Le due problematiche sono molto diffuse e le statistiche stimano che nel 2040 ci saranno 288 milioni di casi nel mondo, a cui corrisponderebbe una spesa di oltre 400 miliardi di dollari. Il progetto mira a creare sinapsi bioniche in grado di ripristinare la funzionalità perduta a causa di queste malattie, il che consentirebbe ai pazienti di tornare a vedere.

Come si creano delle sinapsi bioniche?

Come accennato in precedenza, queste patologie sono caratterizzate da una progressiva perdita dei fotorecettori. Rimangono però intatti i neuroni della retina, e proprio su di loro si basa l’idea portante del progetto. Tramite la funzionalità neuronale residua, infatti, i ricercatori mirano a formare nuove sinapsi bioniche. Per crearle i ricercatori hanno pensato di utilizzare dei nanodispositivi riempiti con polimeri smart in grado di rilasciare un neurotrasmattitore in risposta agli stimoli ottici. Queste strutture, quindi, andrebbero a sostituire i fotorecettori perduti a causa delle patologie, formando delle nuove sinapsi bioniche. La missione, però, non si ferma a questo. Elisabetta Colombo, la coordinatrice del progetto, ha dichiarato che HyVIS sarà in grado di ripristinare la funzione con una risoluzione molto alta. L’obiettivo è quello di ottenere valori di circa 5nm, ovvero paragonabili a quelli che si hanno nella fovea, responsabile della visione ad alta risoluzione. Quindi non si tratterà solo di un semplice recupero della capacità visiva, ma di un ripristino totale della normale funzionalità dell’occhio. 

I primi studi

Due concetti fondamentali per la realizzazione delle nuove protesi sono già stati verificati. Per prima cosa è stato dimostrato in modelli sperimentali che la microiniezione di glutammato permette di stimolare i neuroni. Il glutammato è infatti uno dei principali neurotrasmettitori del sistema nervoso e il suo ruolo è cruciale all’interno della retina. I ricercatori hanno poi visto che nell’occhio sono presenti delle particolari strutture, ovvero i nanocanali plasmonici, che sono in grado di interagire con i neuroni. La loro azione amplifica il campo elettromagnetico generato dalla luce sulla scala dei nanometri, ovvero dove avvengono le sinapsi. HyVIS integrerà quindi questi due concetti: il nuovo dispositivo ha la forma di un nanocanale e il neurotrasmettitore rilasciato è proprio il glutammato. Per ricreare l’ambiente sinaptico, infine, il tutto verrà rivestito con molecole di adesione che permettono la creazione di un ambiente molto simile a quello dell’occhio sano.

Sfide e sviluppi

Non mancano le sfide e le complessità nello sviluppo del progetto, che vedrà al lavoro sei partner europei nei prossimi quattro anni (oltre all’Istituto Italiano di Tecnologia, la Eindhoven University of Technology, l’Institute of Molecular and Clinical Ophthalmology Basel, la Sorbonne Université, l’Università di Tubinga e la MaxWell Biosystems). Non è la prima volta che l’IIT si fa notare per le sue importanti innovazioni nelle applicazioni a livello retinico. Tra gli ultimi illustri studi figurano ad esempio una retina organica e una retina liquida. La formulazione di questa nuova neuroprotesi rappresenta un importante salto tecnologico rispetto alle protesi retiniche già esistenti. Essa potrebbe finalmente regalare una cura ai pazienti affetti da distrofie retiniche, che grazie a queste sinapsi bioniche tornerebbero a vedere. Ma HyVIS sarebbe anche in grado di abbassare i costi altrimenti necessari per il trattamento di queste patologie. Non ci resta quindi che attendere nuovi risultati da questo promettente progetto.