Inyectar un material en el ojo para que una retina ciega vuelva a responder a la luz es lo que ha conseguido un equipo de la Universidad de Aarhus, en Dinamarca, con unas partículas diminutas que funcionan como placas solares microscópicas. El resultado, publicado en Nature Biomedical Engineering, es todavía preclínico, pues se ha probado en ratones y en tejido de cerdo, pero propone una vía distinta a la de los implantes: un puente entre la luz y las neuronas, sin implante ni modificación genética.
Una retina que ya no ve, pero sigue conectada
La retina es la capa de tejido que recubre el fondo del ojo y funciona como el sensor de una cámara. Está llena de fotorreceptores, unas células que se llaman conos y bastones y que capturan la luz y la convierten en una señal eléctrica. Esa señal pasa por otras neuronas, las células bipolares y las ganglionares, hasta llegar al nervio óptico, que la lleva al cerebro para que la interprete como imagen.
En la retinosis pigmentaria falla el primer eslabón de esa cadena. Es una enfermedad hereditaria que afecta a una de cada 4.000 personas y que puede estar causada por más de un centenar de genes distintos. Los fotorreceptores van muriendo poco a poco, de modo que primero se pierde la visión con poca luz y después el campo de visión se estrecha hasta quedar reducido a una especie de túnel.
Lo que hace interesante este caso es que, aunque el sensor se estropee, el resto del cableado suele seguir en su sitio. Las neuronas que transmiten la señal al cerebro sobreviven durante años y esperan una señal que ya nadie les envía.
Partículas huecas que funcionan como paneles solares
Las nanopartículas del estudio están hechas de nitruro de carbono grafítico, un material formado solo por carbono y nitrógeno que es un semiconductor, lo que significa que reacciona a la luz de forma parecida a las células de una placa solar. Miden unos 300 nanómetros y son huecas, un diseño inspirado en parte en los cloroplastos, las estructuras con las que las plantas aprovechan la luz del sol. Al ser huecas, la luz rebota dentro de la esfera y recorre más camino, así que capturan bastante más luz que una partícula maciza. Las ha desarrollado un equipo de la Universidad de Aarhus liderado por Menglin Chen, que empezó a trabajar en la idea en 2019 con el objetivo de crear un material capaz de comunicar la luz con las células vivas sin cables.
Se inyectan en el gel transparente que llena el interior del ojo y se depositan sobre la superficie de la retina, junto a las células ganglionares, que son las encargadas de enviar la información al cerebro. Cuando les llega luz azul, los electrones del material se activan igual que en un panel solar, solo que aquí no hay ningún cable. En lugar de producir corriente, reaccionan con el oxígeno y el agua que rodean la partícula y generan pequeñas cantidades de compuestos químicos reactivos. Esos compuestos hacen que la neurona libere calcio, una señal interna que la célula interpreta como una orden para activarse.
La partícula hace de traductora entre dos lenguajes. Recibe luz, que la neurona no sabe leer, y la convierte en una señal química que sí entiende, y a partir de ahí la neurona hace lo que siempre ha hecho, que es mandar el mensaje hacia el cerebro.
Del laboratorio al ojo de un ratón
Antes de llegar al ojo, el equipo comprobó que las partículas funcionaban en células sueltas. Con un láser activaron una sola partícula dentro de una célula y vieron cómo la señal se extendía a las vecinas, y con una luz LED corriente lograron que células de corazón que latían sin ritmo se sincronizaran.
Después pasaron a los ratones. Eligieron animales con retinosis pigmentaria avanzada, casi ciegos, y les inyectaron las partículas en el ojo. Al iluminarlos con luz azul, algunos mostraron actividad en la corteza visual, la zona del cerebro que procesa lo que vemos, y también cambiaron de comportamiento, porque volvieron a preferir los lugares oscuros, como hacen los ratones sanos. En retina de cerdo, más parecida a la humana, la luz también activó las neuronas.
Eso no significa que los animales vean. Solo respondió una parte de ellos y lo hizo de forma débil, algo que Henri Leinonen, especialista en retina y coautor del trabajo, resume como «un primer paso, no una prótesis terminada».
Frente a los implantes y la terapia génica
Hasta ahora, las opciones para devolver algo de visión a una retina que no responde han sido de tres tipos, y todas tienen un precio. La primera son los implantes, pequeños chips que se colocan en el ojo y hacen el trabajo de los fotorreceptores que han muerto. Hace ya más de una década contamos en Think Big cómo se probaron los primeros microchips bajo la retina, y hoy es PRIMA el que ha recibido este verano el marcado europeo para un tipo de degeneración macular. Funciona en personas, pero exige una cirugía delicada dentro del ojo y unas gafas con cámara que envíen la imagen al chip.
La segunda es la terapia génica, que repara el gen defectuoso. Es muy eficaz cuando se puede aplicar, pero solo sirve a quien tiene esa mutación concreta, y en la retinosis pigmentaria hay más de cien posibles. La tercera es la optogenética, que ya se prueba en pacientes. Consiste en introducir en las neuronas que sobreviven un gen que las vuelve sensibles a la luz, de modo que ellas mismas ocupan el lugar de los fotorreceptores. Funciona sin importar qué gen falle, pero obliga a modificar genéticamente las células del paciente.
Las nanopartículas cambian el planteamiento. Se inyectan en el gel del ojo, como ya se hace con otros tratamientos oculares, así que no hay que operar la retina. Tampoco tocan el ADN, porque el efecto lo produce la luz al llegar al material y no una proteína nueva dentro de la célula. Y como no dependen del gen que haya fallado, en principio podrían servir en cualquier caso en que las neuronas sigan vivas. Falta saber cuánto duran en el ojo, si son seguras a largo plazo, qué calidad de visión pueden dar y si harán falta unas gafas que emitan luz azul.
Siete años para llegar hasta aquí
El proyecto empezó en 2019, cuando Chen buscaba un material capaz de estimular células sin cables ni modificaciones genéticas. Entonces trabajaba con nanofibras y con células del cerebro y del corazón, y con los años el equipo pasó a las partículas huecas hasta llegar a probarlas en un ojo. Hoy tiene una patente en trámite y un proyecto, RetiNano, centrado en convertirlas en una prótesis de retina inyectable.
Queda un trecho largo hasta que algo así llegue a un paciente, y la propia investigadora lo reconoce. Pero la pregunta ya no es si un material de este tipo puede comunicarse con las neuronas, sino qué hace falta para que lo haga de forma segura y útil.
