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Verso la retina artificiale grazie a un polimero
Le Scienze del 23-03-2013

Verso la retina artificiale grazie a un polimero

Un polimero conduttore  in grado di ripristinare la sensibilit alla luce in retine di ratti 
ciechi. Lo ha dimostrato una ricerca dellIstituto italiano di tecnologia di Genova, che apre la 
strada alla sperimentazione di protesi visive nei casi in cui i tessuti della retina siano solo 
parzialmente danneggiati da malattie come la retinite pigmentosa o la degenerazione maculare senile 
(red)

Un nuovo polimero realizzato da Fabio Benfenati e colleghi, del Dipartimento di neuroscienze e 
tecnologie cerebrali dellIstituto italiano di tecnologia di Genova,  in grado di ripristinare la 
sensibilit alla luce nella retina di ratti ciechi. Il risultato, pubblicato su Nature Photonics, 
apre le porte alla realizzazione di retine artificiali affidabili ed efficaci, ed  frutto di 
numerosi progressi compiuti nel campo delle biotecnologie, in particolare nella possibilit di 
collegare componenti elettronici basati su composti organici con substrati biologici.

Nellultimo decennio si  sviluppato un filone di ricerca interessante, che ha come obiettivo 
l'innovazione delle interfacce tra elettrodi e tessuti neuronali. Numerosi scienziati in tutto il 
mondo hanno affrontato diversi problemi che riguardano la biocompatibilit di differenti materiali 
e la loro flessibilit meccanica, due fattori fondamentali per poter realizzare protesi definitive 
o che comunque debbano durare per un tempo molto lungo. Tuttavia, la possibilit di stimolare i 
tessuti biologici con un segnale non elettrico ma luminoso ha ricevuto poca attenzione. Fanno 
eccezione le tecniche optogenetiche, usate per sondare il funzionamento di circuiti neuronali 
controllandone l'espressione genica con segnali luminosi. Queste tecniche hanno compiuto enormi 
progressi negli ultimi tempi.

 Tetra Images/CorbisNel campo della ricerca sulla retina artificiale, il problema  ricondotto 
allo studio di strati sottili di materiale in grado di generare un segnale elettrico in risposta a 
una radiazione luminosa controllata dallo sperimentatore. Questo segnale elettrico devo poi essere 
in grado di generare una depolarizzazione della membrana neuronale, processo che a sua volta 
innesca la trasmissione del segnale tra gli stessi neuroni. A questo scopo, risultano molto adatti 
i polimeri conduttori, gi sperimentati come interfacce per cellule in molte applicazioni, tra cui 
strutture di sostegno cellulare, biosensori e microdispositivi per il rilascio controllato di 
farmaci.

In questultima ricerca Benfanati e colleghi hanno considerato in particolare luso di 
uninterfaccia organica costituita da un singolo polimero denominato P3HT (poli-3-esiltiofene). In 
una prima fase dello studio, hanno caratterizzato le variazioni di equilibrio elettrico 
all'interfaccia tra P3HT e un elettrolita, ovvero una sostanza in grado di dissociarsi in ioni una 
volta in soluzione, verificando che il polimero avesse le caratteristiche adatte per un modello 
sperimentale ancora pi vicino alla realt biologica. Questo modello sperimentale  stato studiato 
in una seconda fase ed era composto da cellule di ippocampo di ratto, fatte crescere in coltura 
sulla superficie del polimero.

I risultati positivi in termini di risposta agli stimoli luminosi, insieme alle buone 
caratteristiche di biocompatibilit osservate in altri studi, hanno incoraggiato i ricercatori a 
condurre una terza fase sperimentale, in cui  stata registrata la capacit del polimero 
ripristinare la sensibilt alla luce in retine espiantate da ratti albini ciechi, ai quali 
precedentemente era stata indotta una degenerazione nello strato dei fotorecettori.

Il risultato apre la strada potenzialmente alla progettazione di protesi visive, utili quando il 
danno tissutale  solo parziale, come nel caso di malattie come la retinite pigmentosa o la 
degenerazione maculare senile, che colpiscono l'epitelio pigmentato ma preservano gli strati pi 
interni della retina.
