Prima retina artificiale interamente organica e…italiana!

Retina artificiale: non è la prima al mondo, ma sicuramente è la prima ad avere una composizione interamente organica. Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Nature Materials, ha come matrice un team composto interamente da italiani dall’IIT, dal Centro di Neuroscienze e Tecnologie Sinaptiche di Genova e dal Centro di Nanoscienze e Tecnologie di Milano. Ad affiancarli, il Dipartimento di Oftalmologia dell’Ospedale Sacro Cuore Don Calabria di Negrar (Verona), Innovhub-SSI Milano e l’Università dell’Aquila.

Questa ricerca eterogenea è stata inoltre resa possibile grazie ai finanziamenti della Fondazione Telethon, del Ministero della Salute oltre che di altre fondazioni private. La vera rivoluzione è la composizione, costituita interamente da strati polimerici.

Una retina altamente biocompatibile

La retina artificiale realizzata in questo studio multidisciplinare non solo è altamente biocompatibile, ma permette letteralmente il rimpiazzo dei fotorecettori degenerati, ossia dei neuroni nella retina atti alla trasduzione dei fotoni in corrente elettrica, permettendo così al cervello di “vedere” grazie al flusso di informazioni attraverso il nervo ottico. La sperimentazione, che ha portato esiti positivi, è stata testata su modelli animali con geni modificati, tali da “riprodurre” la retinopatia, un vero e proprio danneggiamento della retina che può avvenire a diversi livelli e può interessare o la macula o zone periferiche. Le conseguenze sono state svariate: riflesso papillare ripristinato (ossia il corretto funzionamento del muscolo della pupilla in risposta a diversi stimoli luminosi), corrette risposte sia corticali elettriche che metaboliche alla luce, oltre che un aumento dell’acuità visiva e un miglioramento nella capacità orientativa dell’animale stesso, quando guidato dalla luce.

Non solo: il recupero è perdurato per almeno 10 mesi dopo l’impianto della retina artificiale, senza registrare rigetti o infiammazioni di qualsiasi tipo, oltre che essere priva di fenomeni di degrado del materiale della retina organica stessa.

Il prof. Fabio Benfenati, direttore del Centro IIT-NSYN di Genova, precisa

“Questo approccio rappresenta un’importante alternativa ai metodi utilizzati fino ad oggi per ripristinare la capacità fotorecettiva dei neuroni. Rispetto ai due modelli di retina artificiale attualmente disponibili basati sulla tecnologia del silicio, il nostro prototipo presenta indubbi vantaggi quali la spiccata tollerabilità, la lunga durata e totale autonomia di funzionamento, senza avere la necessità di una sorgente esterna di energia.”

Organica ed elettronica fuse insieme

La composizione della protesi ottica è unica nel suo genere, formata da un doppio strato polimerico organico che vede l’alternanza di un semiconduttore ed un conduttore su una base di fibroina ( proteina derivante dalla seta). La conversione resa possibile dalla retina artificiale permette di “aggirare” il danno a quella reale, attivando i neuroni del nervo ottico; la stimolazione ottica della nuova interfaccia, sostanzialmente, mima il ruolo dei coni e dei bastoncelli presenti nella retina “vera”, ossia esegue la fototrasduzione.

“Il fatto di essere organico lo rende soffice, leggero e flessibile, garantendo un’ottima biocompatibilità ed evitando complicazioni ai tessuti circostanti a garanzia di una lunga durata di funzionamento. Inoltre, i polimeri organici hanno la capacità di trasmettere impulsi elettronici e ionici senza grande dispersione di calore, che potrebbe causare ulteriori danni in una retina già oggetto di un processo degenerativo.”

Asserisce il prof. Guglielmo Lanzani direttore del Centro IIT-CNST di Milano.
Perché la retina artificiale organica funzioni, tuttavia, si necessita di una parziale funzionalità di quella naturale: sebbene i fotorecettori non ci siano più, i neuroni ottici rimangono sani, permettendo il flusso del segnale elettrico.
Un esempio di malattia “idonea” perché la protesi funzioni è la retinopatia pigmentosa, in quanto coinvolge solamente i fotorecettori, lo strato di neuroni della sola retina e non quelli del nervo ottico.