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IIT: impiantata con successo la prima retina artificiale organica su modelli animali

IIT: impiantata con successo la prima retina artificiale organica su modelli animali

Funziona come un pannello fotovoltaico di ultima generazione ed è in grado di favorire un importante recupero delle funzionalità visive nei casi di cecità dovuta a malattie degenerative dei fotorecettori, come la retinite pigmentosa. A realizzare la nuova retina artificiale, la prima mai costruita in polimeri di carbonio, sono stati i ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), che hanno da poco presentato i loro risultati sulla rivista internazionale Nature Materials.

Nello studio sperimentale, alcuni prototipi della nuova retina organica sono stati impiantati in un campione di ratti ciechi, portatori di una mutazione genetica spontanea in uno dei geni implicati nella retinite pigmentosa umana. La retina artificiale impiantata è stata in grado di ripristinare il riflesso pupillare, le risposte corticali elettriche e metaboliche agli stimoli luminosi, la capacità di discriminazione spaziale (acuità visiva) e l'orientamento degli animali nell'ambiente guidato dalla luce. Questo importante recupero è rimasto efficace per oltre 10 mesi dopo l’impianto, senza causare infiammazione dei tessuti retinici o la degradazione dei materiali della protesi.         

“Questo approccio – ha precisato Fabio Benfenati, direttore del Centro di Neuroscienze e Tecnologie Sinaptiche (NSYN) di Genova – 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. Questi vantaggi ‘strutturali’ sono accompagnati da un ripristino della funzione visiva non solo per quanto riguarda la sensibilità alla luce, ma anche l'acuità visiva e l'attività metabolica della corteccia visiva”.

In particolare la protesi consiste in un doppio strato di polimeri organici alternativamente semiconduttore e conduttore stratificati su un base di fibroina, una proteina che in natura costituisce la seta. Tale dispositivo è in grado di convertire gli stimoli luminosi in un'attivazione elettrica dei neuroni retinici risparmiati dalla degenerazione, mimando il processo a cui sono deputati i coni e bastoncelli presenti nella retina sana. “L’utilizzo di questo materiale organico semiconduttore è stato decisivo nel superare diversi problemi – ha affermato Guglielmo Lanzani, direttore del Centro di Nanoscienze e Tecnologie (CNST) di Milano dell’IIT. – 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”.

Ad oggi la nuova retina artificiale è in corso di sperimentazione nei maiali, che hanno un occhio simile a quello umano sia per dimensioni che per struttura microscopica. L’obiettivo è quello di arrivare alla sperimentazione nell’uomo già nel 2018, effettuando i primi test in pazienti resi ciechi da malattie degenerative dei fotorecettori, come la retinite pigmentosa.

Fonte Istituto Italiano di Tecnologia
Data pubblicazione 17/03/2017
Tag Scienze fisiche e ingegneria
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