Un microchip que se implanta detrás de la retina ayuda a “ver” a algunos ciegos

Gracias a los avances de la tecnología dos ciudadanos británicos afectados de ceguera a causa de una retinosis pigmentaria han conseguido recuperar parcialmente la visión mediante un dispositivo que les fue implantado detrás de la retina. Se trata de un microchip de 1.500 píxeles sensibles a la luz y de un tamaño de 3 apenas milímetros cuadrados que funciona como retina artificial supliendo la función de las células dañadas. Lo que hace el dispositivo es captar la luz y transmitir la información al cerebro mediante un sistema de impulsos eléctricos. Tan esperanzadora investigación fue recientemente presentada por médicos del Hospital Oftalmológico de Oxford y del King’s College de Londres.

Sólo quienes viven en la oscuridad tras conocer la luz saben realmente lo que supone la ceguera. Porque ¿ha intentado usted caminar alguna vez veinte, cincuenta o cien metros con los ojos cerrados? ¿O manejarse a oscuras de noche en su propia casa cuando se va la luz? Pues ni aún así alcanzará a tener una mínima idea de lo que supone estar ciego toda una vida, bien porque se nació así, bien porque se perdió la vista a consecuencia de un accidente o una enfermedad. Es más, ahora mismo hay millones de personas en el mundo que la están perdiendo poco a poco y saben que antes o después se sumirán en la más total oscuridad. Un panorama aterrador para quien lo vive. Y se calcula que sólo en Europa 1 de cada 3.000/4.000 personas es víctima ya de una patología degenerativa incurable –al menos de momento- y causa desconocida que provoca una pérdida progresiva de visión que en la mayoría de los casos termina en ceguera: la retinosis pigmentaria.

De ahí que algunos investigadores, mientras se encuentra la causa, que podría ser genética o estar relacionada tanto con los tóxicos que ingerimos –se comercializan hoy miles cuya seguridad jamás ha sido testada- como con la masiva presencia de azúcares y otras sustancias en los alimentos -como los glutamatos y otros aditivos usados por la industria- se hayan centrado en buscar soluciones alternativas aprovechando la moderna tecnología. Y fruto de ello es el desarrollo de un microchip que, instalado tras la retina de quienes perdieron la vista a causa de una retinosis pigmentaria, permite volver a distinguir formas y objetos. Las pruebas, realizadas simultáneamente con pacientes de Alemania, Gran Bretaña y China, han confirmado las buenas expectativas generadas desde que el Dr. Eberhart Zrenner -del Instituto de Investigación Oftalmológicade la Universidad de Tübingen (Alemania)- comenzara a desarrollarlo en 2005. «Los resultados –explica Zrenner- demuestran que el paciente puede beneficiarse fácilmente del implante subretiniano incluso con poco o ningún entrenamiento”.

Debemos matizar que aunque se espera que este dispositivo pueda llegar a funcionar incluso en pacientes que nacieron ciegos no en todos los casos será así. No es adecuado por ejemplo cuando está afectado el nervio óptico -como ocurre en el glaucoma-, cuando el suministro de sangre a la retina no es suficiente –como pasa ante la pérdida de visión a causa de una diabetes-, cuando se ha sufrido un desprendimiento de retina o en muchos de los casos en los que la ceguera se debió a un golpe traumático. En cambio se espera que con el tiempo ayude en laDegeneración Macular Asociada a la Edad, actualmente la causa más común de ceguera que carece de cura.

Debemos en todo caso aclarar desde el principio que la visión que estos pacientes recobran no es la “normal” pero al menos les permite tener una vida útil sin necesidad de perros-guía. El problema es que habrá que esperar aún algún tiempo –aún por determinar- para que el dispositivo sea comercializado.

LA RETINOSIS PIGMENTARIA

La causa de la retinosis pigmentaria-también llamada Retinitis pigmentaria y Distrofia de Conos y Bastones- se ignora. Así que como se ha visto que entre quienes la padecen hay genes anómalos se ha acordado considerarla una “patología genética hereditaria” obviando que esos genes anómalos pueden ser consecuencia y no causa de la enfermedad. De hecho es tal el número de genes anómalos encontrados que ha decidido asimismo considerarse no ya una única “enfermedad” sino “diferentes trastornos agrupados bajo el mismo nombre”. A pesar de que en las familias de muchos de quienes hoy la padecen no ha habido nunca casos.

¿Y qué caracteriza la retinosis pigmentaria? Pues la degeneración progresiva de la retina -la estructura del ojo sensible a la luz- que poco a poco va perdiendo las principales células fotorreceptoras que la forman  y que se conocen como conos y bastones. Los conos reciben ese nombre porque su segmento externo tiene esa forma, están presentes sobre todo en la zona central de la retina o fóvea y son los responsables de la visión en colores. Y hay tres tipos, cada uno de ellos especialmente sensible a longitudes de onda determinadas: verde, roja y azul. Sensibilidad especifica que se debe a unas sustancias llamadas opsinas. Siendo la eritropsina la más sensible a las longitudes de onda largas -alrededor de los 650 nanómetros- que corresponden a la luz roja, la cloropsina a las longitudes de onda media -unos 530 nanómetros- correspondientes a la luz verde y la cianopsina –a las longitudes de onda pequeñas -de unos 430 nanómetros- correspondientes a la luz azul. Cabe agregar que el cerebro interpreta los colores a partir de su estimulación por esos tres tipos de conos.

Los bastones, por su parte, son las células fotorreceptoras de la retina responsables de la visión en condiciones de baja luminosidad. Y son tan sensibles a la luz –capaces de detectar la energía de un sólo fotón- que permiten ver con poca luminosidad saturándose si hay demasiada. Ubicados en casi toda la retina -exceptuando la fóvea- contienen rodopsina, una proteína tan sensible que detecta ondas cercanas a los 500 nanómetros; es decir, a la luz verde-azulada. Cabe añadir que los bastones se conectan en grupo y responden a los estímulos que alcanzan un área general pero no tienen capacidad para separar los pequeños detalles. Es asimismo importante saber que la diferente localización y estructura de estas células conduce a la división del campo visual del ojo en una pequeña región central de gran agudeza y una zona periférica de menor agudeza pero gran sensibilidad a la luz; de ahí que durante la noche los objetos los veamos por la parte periférica de la retina y no por la fóvea o zona central.

Pues bien, los primeros síntomas de que algo falla en la visión suelen aparecer en la infancia o en la adolescencia afectando normalmente a los dos ojos. Y surgen de forma tan imprevista como lenta; de hecho muchos tardan años en acudir al oftalmólogo. En general lo primero que se nota es que uno ve mal en los lugares poco iluminados; un problema al que los médicos llaman “ceguera nocturna”. Y obviamente se debe a la pérdida de adaptación de los ojos a la oscuridad. Lo que quiere decir, como antes hemos explicado, que falla la visión periférica y, por tanto, los bastones.
De ahí que con el tiempo la persona perciba que su campo visual se va reduciendo, que deja de ver periféricamente lográndolo sólo por la fóvea o zona central de la retina. Algo a lo que se dado en llamar “visión en túnel” y obliga a quien lo padece a girar la cabeza para poder saber qué hay a su alrededor.

Más tarde la persona nota cómo también disminuye su agudeza visual, empieza a ver destellos de luz –a eso se llama fotopsías– y finalmente pierde la percepción de los colores; es decir, se han deteriorado también sus conos. Hasta que el deterioro de la retina es tal que llega la ceguera.

¿Y qué causa todo esto? Pues aunque mayoritariamente se ha optado por decir que se trata de un problema genético –cajón de sastre idóneo al que achacar todo lo que se ignora- lo cierto es que hay estudios que permiten sugerir que la causa puede ser medioambiental. Aunque los expertos prefieran decir que lo medioambiental puede “contribuir” al desarrollo de la enfermedad pero no ser la causa… sin el más mínimo razonamiento científico.

De hecho si se trata de un problema genético, ¿cómo se explica que haya productos que detienen o enlentecen la progresión de la pérdida de visión como los antioxidantes o la luteína (un derivado dihidroxilado delα-caroteno)? ¿Y cómo se explica que otros –como el tabaco, el alcohol, el estrés, la ansiedad o la depresión- aceleren el deterioro de la visión?

Es más, en su momento explicamos en esta revista que hay dos terapias que han demostrado su utilidad en casos de retinosis pigmentaria. Una es la hipertermia; como la producida por los aparatos Indiba. La otra la Ozonoterapia. El doctor Eusebio Sala-Planell -médico cirujano especialista en Angiología y Cirugía Vascular-lo explicó en el número 27 de la revista (lea el artículo en la sección de Reportajes de nuestra web: www.dsalud.com); en él contaba cómo en el Centro de Investigación del Ozono de Cuba se han obtenido con ozono resultados prometedores en afecciones degenerativas como el parkinson, la demencia senil, las isquemias cerebrovasculares y la hipoacusia neurosensorial pero también en la disfunción del nervio óptico, el glaucoma de ángulo abierto y las maculopatías. Agregando textualmente: “También hay patente mejoría con el tratamiento de ozono en retinopatía macular degenerativa y en retinopatía pigmentaria según los protocolos de ese centro que luego corroboró con investigaciones propias el Hospital Universitario de Siena (Italia) donde tratamientos efectuados por el Departamento de Oftalmología y el Instituto de Fisiología constataron una mejoría clara en dos tercios de los pacientes”.

UN MICROCHIP CON MUCHA LUZ

Pero centrémonos en el objeto de este reportaje. Las investigaciones sobre el microchip del que hablamos comenzaron en 1995 cuando el ya citado doctor Zrenner lo probó primero en animales a fin de probar si es biocompatible y estable además de seguro y eficaz. Y luego, ante los buenos resultados, constituyóen 2003 junto a varios colegas y algunos inversores privados una empresa de bioingeniería médica llamada Retina Implant AGcon el objetivo de perfeccionar el dispositivo, hacer estudios clínicos y posteriormente producirlo en serie para comercializarlo en todo el mundo.

Ensayos clínicos que ya están marcha y en los que se está implantando quirúrgicamente a voluntarios un microchip cuadrado de 9 mm2, 50 micras de espesory 1.500 microfotodiodos de 70 x 70 micras cada uno así como un circuito amplificador y un electrodo.

El sistema es sencillo: las fotocélulas del microchip absorben la luz que entra por los ojos y, atendiendo a su intensidad, la transforman en señales eléctricas que estimulan las células nerviosas intactas de la retina. Luego los impulsos nerviosos generados por éstas se procesan en la red neuronal de la retina y se transmiten a través del nervio óptico a la corteza visual creando las sensaciones visuales: tal es la razón por la que es imprescindible tener el nervio intacto. Microchip que junto a un diminuto cable eléctrico se introduce por debajo de la retina colocándolo detrás de la fóvea. En cuanto a la fuente de energía se inserta detrás de la oreja subcutáneamente y se conecta con el coroides, capa de vasos sanguíneos y tejido conectivo entre la esclerótica –la parte blanca del ojo- y la retina.

Pues bien, los primeros 11 pacientes en recibir el microchip fueron operados en 2005 en Alemania. Y de ellos 5 fueron capaces al cabo de una semana de reconocer fuentes de luz, 3 de distinguir formas y reconocer objetos y uno de identificar manzanas y plátanos pudiendo incluso leer la hora en un reloj grande y letras de cinco centímetros de tamaño a las tres semanas. En los otros dos no hubo resultado. Ahora bien, los implantes se instalaron sólo tres meses porque los materiales usados, al tratarse de prototipos, no podían dejarse por tiempo indefinido. Un problema resuelto hoy ya que los nuevos implantes pueden dejarse de forma permanente.
Los resultados de este primer ensayo clínico en humanos se publicaron en Proceedings of the Royal Society B en noviembre de 2010 con el título Subretinal electronic chips allow blind patients to read letters and combine them to word (Un chip electrónico subretinal permite a los pacientes leer letras y combinarlas para formar palabras). Y en él se explica lo siguiente: “Tres personas que habían quedado ciegas pudieron localizar objetos brillantes en una mesa oscura, dos de los cuales podían discernir los patrones de rejilla. Uno de esos pacientes fue capaz de describir correctamente y nombrar objetos como un tenedor o un cuchillo sobre una mesa, figuras geométricas, diferentes tipos de frutas y discernir sombras con sólo un 15% de contraste. Sin período de formación las funciones visuales recuperadas le permitieron localizar y acercarse a otras personas en una habitación y leer letras formando palabras completas tras varios años de ceguera. Estos resultados demuestran por primera vez que una matriz subretinal de microelectrodos de 1.500 fotodiodos permite crear una percepción visual significativa en personas ciegos”.

Cabe añadir que como material complementario estos investigadores publicaron –a fin de poder consultarse en Internet- el trabajo Detalles sobre la tecnología del implante sub-retinal. Diseño del estudio clínico, resultados e informes espontáneos de los pacientes incluidos nueve clips sobre el experimento.Y en él puede apreciarse mejor que los resultados obtenidos no son equiparables a una visión normal sino que lo experimentado por los pacientes es una experiencia visual novedosa a la que deben irse acostumbrando.“

“El paciente nº 2–puede leerse en ese texto- informó de que las letras ofrecían una imagen similar a ‘mirar objetos grandes en el suelo de una piscina a través de pequeñas olas en movimiento’; las letras no pierden su forma general pero muestran movimientos constantes y leves. También informó de que podía leer las letras pequeñas algo mejor que las grandes ya que se ajustan más fácilmente a su restringido campo visual aunque eso puede hacerle más difícil distinguir unas letras de otras. Aprendió a sacar provecho de sus recién recuperadas habilidades hasta el punto de que le permitió localizar y nombrar objetos y letras a los pocos segundos pero a veces tardaba hasta dos minutos en encontrar y examinar letras o palabras. Es de remarcar que en un momento determinado miró su mano de forma espontánea y describió los dedos, siguiendo el movimiento de la mano en todas las direcciones, como múltiples líneas rectas. Asimismo pudo apreciar sus dedos doblarse poco a poco sintiéndose fascinado de ver su mano de nuevo después de tantos años. Cuando se movió libremente por la sala fue capaz de distinguir a una persona grande con bata blanca de una más pequeña y ver qué brazo levantaba si la persona lo movía hacia arriba”.

LA EXPERIENCIA BRITÁNICA

El segundo ensayo clínico -efectuado con 12 pacientes- se inició en 2010, se amplió hasta finales de 2011 y se incluyó en él a tres centros más de Alemania, Reino Unido y China; habiendo otros centros de Italia, Hungría y Estados Unidos que ya se han mostrado dispuestos a participar. Y es de destacar que en esta ocasión algunos pacientes han sido capaces de ver objetos a 30 metros de distancia y alguno hasta ha logrado ver los puntos de un dado. Sus resultados se dieron a conocer a primeros del pasado mes de mayo de 2012 y fue dirigido en Londres por Tim Jackson -cirujano oftalmólogo del Hospital Kings College- y Robert MacLaren -catedrático de Oftalmología de la Universidad de Oxford y cirujano del Hospital Oftalmológico de la misma ciudad. Y según aseveran los pacientes han logrado una “visión útil

Los dos primeros en recibir el microchip fueron Chris Jamesy RobinMillar –éste una semana después- y ambos detectaron luz nada más activarse el microchip.Chris James -de 54 años- comenzó a experimentar ceguera nocturna a los 20 años diagnosticándosele retinitis pigmentaria en el Oxford Eye Hospital. Durante varios años su visión se mantuvo relativamente estable pero en 1990 empezó a perderla hasta que en 2003 perdió por completo la vista en el ojo izquierdo y le quedó sólo la capacidad de distinguir luces en el derecho. Tres semanas después de la operación y tras algunos ajustes y pruebas iniciales era capaz de distinguir luz contra un fondo negro. Primera señal de que sunervio óptico funcionaba correctamente. Hoy puede reconocer un plato sobre una mesa y otras formas básicas y su visión sigue mejorando.. Robin Millar, por su parte, afirma: “Desde que se activó el dispositivo soy capaz de detectar la luz y distinguir los contornos de determinados objetos. Incluso he soñado en colores muy vivos por primera vez en 25 años por lo que entiendo que una parte de mi cerebro, que se había ido a dormir, se ha despertado. Siento que es un paso muy prometedor para futuras investigaciones y soy feliz por estar contribuyendo a este legado”.

En suma, nos hallamos ante una prometedora investigación que puede permitir en un futuro más o menos próximo, mejorando el dispositivo, devolver la visión a algunos ciegos. Aunque como aclara el doctor MacLaren “la visión es diferente a la normal y requiere un tipo diferente de procesamiento cerebral”. De momento; porque no cabe descartar que el imparable avance del conocimiento termine permitiendo mucho más que eso.

Francisco San Martin
Recuadro:


Posible cura de la retinosis pigmentaria ligada al cromosoma X

Hace apenas unos meses dimos a conocer a nuestros lectores -en la sección de Noticias del nº 147- que un equipo de científicos de la Universidad de Florida (EEUU) dirigido por William W. Hauswirth y Alfred S. Lewin había desarrollado una terapia genética que según aseguran puede curar la retinosis pigmentaria ligada al cromosoma X, causa de ceguera en muchos niños. Lo que hacen -el trabajo se publicó en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)– es sustituir el gen que provoca el problema por una copia sana del mismo. Para lo cual se clona un gen sano en el interior de un virus –trabajo que hicieron en colaboración con investigadores de la Universidad de Pensilvania- que luego se usa para transportar la copia genética hasta la zona afectada del ojo. Asimismo debieron clonar el “interruptor” genético encargado de activar el nuevo gen a fin de que una vez en su sitio comenzase a producir la proteína necesaria para que las células dañadas del ojo funcionasen de nuevo correctamente. Lo singular es que los genes clonados inyectados en la zona se dirigieron hacia donde debían sin desviarse hacia otras áreas. Las pruebas realizadas con animales han demostrado ya la eficacia del tratamiento pero aún hay que dar algunos pasos antes de que la técnica pueda aplicarse en humanos. De hecho ahora se busca un virus transportador que resulte aún más seguro. Cabe agregar que estos mismos investigadores lograron aplicar con éxito la terapia genética para revertir otro tipo de ceguera: la Amaurosis Congénita de Leber (LCA). Y que ya en 2008 un equipo de la Universidad de Pensilvania (EEUU) consiguió aumentar la capacidad para ver la luz de cuatro jóvenes nacidos con ceguera severa de los que dos incluso consiguieron leer varias líneas de un diagrama. Finalizamos recordando que en 2009 investigadores de la Universidad John Hopkins (EEUU) lograron que monos ardilla daltónicos lograran una visión correcta inyectándoles genes de un fotorreceptor humano.

 

Este reportaje aparece en
151
Julio - Agosto 2012
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