Dalla ricerca italiana ecco la retina hi-tech

Nei laboratori del Politecnico di Milano era il 1958 quando uno studente del premio Nobel Giulio Natta sintetizzò per errore un polimero organico semiconduttore. Lo buttò via incurante. D’altronde le proprietà di conduzione straordinarie di queste molecola vennero scoperte solo venti anni dopo. Di certo, fra i colleghi di quello studente, nessuno si sarebbe aspettato che 50 anni più tardi da quello scarto potesse nascere una retina artificiale. E invece nel dipartimento Neurosciences and Brain Technologies dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova sta succedendo proprio questo, come ha spiegato il suo direttore, Fabio Benfenati, in occasione del Forum delle Neuroscienze che si è tenuto a Roma il 3 dicembre scorso.

Un team composto da fisici, neurobiologi, ingegneri biomedici e chirurghi oftalmologi è riuscito a costruire un dispositivo in grado di sostituire i fotorecettori presenti nel nostro occhio. Funziona come un pannello fotovoltaico: grazie alle proprietà di conduzione e fotosensibilità del materiale organico, gli stimoli luminosi vengono raccolti e trasformati in segnali elettrici che raggiungono i neuroni della retina. Alla base di malattie degenerative come la retinite pigmentosa c’è proprio il danno progressivo dei fotorecettori. I primi sintomi della malattia sono l’indebolimento della vista notturna e la perdita del campo visivo periferico fino ad arrivare, in alcuni casi, alla cecità totale. Per questi pazienti esistono già delle protesi retiniche, ma si tratta di dispositivi che hanno bisogno di una piccola batteria e una videocamera esterna per funzionare correttamente.

La retina dell’IIT invece funziona, almeno nei modelli murini, senza bisogno di nulla. Lo hanno dimostrato diversi test. Dopo aver costruito una cella fotovoltaica organica in grado di riprodurre la visione a tre colori dell’occhio umano, i ricercatori si sono assicurati che il polimero conservasse le sue proprietà in un ambiente ‘chimicamente‘ simile a quello biologico e poi che i neuroni coltivati su questo tipo di dispositivo sopravvivessero e godessero di ‘buona salute’. Superati questi test, gli scienziati hanno ‘collegato’ i neuroni alle minuscole e flessibili celle fotovoltaiche e li hanno illuminati. Un’attività elettrica nei neuroni colpiti dalla luce è stata riscontrata, con una buona capacità di risoluzione temporale e spaziale. Il passo successivo è stato la sperimentazione della protesi ex vivo: posizionando il dispositivo fotovoltaico sotto retine degenerate prese da animali, i neuroni hanno manifestato attività elettrica in risposta a stimoli luminosi.

A questo punto l’oftalmologa Grazia Pertile, dell’Ospedale Sacro Cuore di Negrar, ha impiantato il dispositivo in topi affetti da una malattia genetica che causa la degenerazione della retina. Misurando la dilatazione pupillare e valutando la reazione comportamentale integrata, è stato possibile mostrare che i topi con la retina artificiale recuperano una sostanziale capacità visiva rispetto a quelli senza impianto. Il prossimo passo, prima di poter sperimentare questa tecnica sull’essere umano, sarà quello di effettuare dei test sul maiale, il cui occhio è estremamente simile per struttura e dimensione a quello umano.