Avance en la investigación sobre la ceguera


 

Película de nanocristales de carbono y nanotubos semiconductores para la estimulación de luz de la retina. La absorción de la luz por las nanovarillas semiconductoras conectadas a la película de nanotubos de carbono (superior derecha) da como resultado la estimulación de la retina (parte superior izquierda).Los científicos de la Universidad Hebrea han desarrollado una nueva película sensible a la luz, que en un futuro cercano podría ser la base de una prótesis de retina con el objetivo de ayudar a personas que sufren de daño o degeneración en la retina. La investigación, publicada en la revista  Nano Letters, es una colaboración de científicos de la Universidad Hebrea, la Universidad de Tel Aviv y la Universidad en Investigación de Newcastle.

La retina es una capa delgada de tejido en la superficie interior del ojo. Se compone por células nerviosas sensibles a la luz, que convierten las imágenes en impulsos eléctricos enviándolos al cerebro. El daño en la retina por la degeneración macular, la retinitis pigmentosa y otras condiciones, puede reducir la visión o causar la ceguera total. Sólo en los Estados Unidos, la degeneración macular asociada a la edad (DMAE) afecta a aproximadamente 15 millones de personas, cifra que aumenta a más de 200.000 nuevos casos diagnosticados cada año.

Los científicos están diseñando una variedad de dispositivos médicos para contrarrestar los efectos de los trastornos de la retina mediante el envío de señales visuales al cerebro. Pero la solución, que se basa en chips de silicio, se ve generalmente obstaculizada por su tamaño, por el uso de partes rígidas, o por la necesidad de cableado externo para la conexión a fuentes de energía.

Los investigadores de la Universidad Hebrea: Prof. Uri Banin, de la Cátedra en Energía Solar en memoria de Alfred y Erica Larisch, y su estudiante Nir Waiskopf, graduado del Instituto de Química y del Centro de la Familia Harvey M. Krueger de Nanociencia y Nanotecnología, junto a los investigadores de las otras dos universidades, desarrollaron un nuevo enfoque para estimular la retina. Su dispositivo absorbe la luz y estimula las neuronas sin necesidad de cables o fuentes de alimentación externas.

Combinando nanovarillas semiconductoras y nanotubos de carbono, crearon una película inalámbrica sensible a la luz, flexible y que posibilita su propio implante. La película transforma las señales visuales en señales eléctricas que imitan la función de las células fotosensibles de la retina. Por lo tanto, podría potencialmente formar parte de un dispositivo protésico futuro que fuera capaz de sustituir las células dañadas en la retina.

El nuevo dispositivo fue probado en retinas insensibles a la luz de polluelos embrionarios, en los cuales se observó una respuesta neuronal provocada por la luz.

Según los investigadores, el nuevo dispositivo es compacto, con una resolución más elevada que los diseños anteriores, y más eficaz en la estimulación de las neuronas. Si bien aún queda mucho trabajo hasta que se pueda proporcionar una solución práctica con investigaciones adicionales, los investigadores esperan que su película de nanocristales de carbono y nanotubos semiconductores algún día reemplace eficazmente las retinas dañadas en los seres humanos.

El Prof. Uri Banin de la Universidad Hebrea, expresó: "Esta investigación pionera demuestra el uso de nanocristales semiconductores altamente personalizados en la activación de funcionalidades biomédicas. Esperamos que esto pueda conducir a la futura aplicación de este enfoque en implantes de retina."

La investigación está financiada por el Ministerio israelí de Ciencia y Tecnología, el Consejo Europeo de Investigación y el Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas; y fue publicada en la revista Nano Letters con el nombre de: “Semiconductor Nanorod-Carbon Nanotube Biomimetic Films for Wire-Free Photostimulation of Blind Retinas.”