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Occhio bionico: promessa di visione per i pazienti con danni alla retina e ai nervi ottici

INGEGNERIA E TECNOLOGIAOcchio bionico: promessa di visione per i pazienti con danni alla retina e ai nervi ottici

Gli studi hanno dimostrato che "l'occhio bionico" promette di aiutare a ripristinare la vista a molti pazienti affetti da cecità parziale o completa

La struttura dell'occhio umano è piuttosto complessa e il modo in cui siamo in grado di vedere è un intricato processo sequenziale che avviene in meno di un millisecondo. La luce passa prima attraverso un foglio protettivo dell'occhio chiamato cornea e poi si sposta nel cristallino. Questa lente regolabile nel nostro occhio piega quindi la luce, focalizzandola nel retina – la membrana tissutale che riveste la parte posteriore dell'occhio. Milioni di recettori nella retina contengono molecole di pigmento che cambiano forma quando vengono colpite dalla luce innescando messaggi elettrici che viaggiano al nostro cervello attraverso il ottico nervo. Così, percepiamo ciò che vediamo. Quando uno qualsiasi di questi tessuti – cornea e retina – o il nervo ottico non è in grado di funzionare correttamente, la nostra vista viene compromessa. Sebbene i problemi di vista possano essere corretti con interventi chirurgici agli occhi e indossando occhiali con lenti correttive, molte condizioni portano alla cecità che a volte è incurabile.

Invenzione dell'"occhio bionico"

Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità, circa 1.5 milioni di persone in tutto il mondo hanno una malattia incurabile chiamata retinite pigmentosa (RP). Colpisce circa 1 persona su 4,000 in tutto il mondo e provoca una graduale perdita della vista quando le cellule sensibili alla luce chiamate fotorecettori si rompono nella retina portando infine alla cecità. Le protesi visive impiantabili chiamate “occhio bionico” [denominato ufficialmente Argus® II Retinal Prosthesis System (“Argus II”)] inventato dal professor Mark Humayun della University of Southern California, ripristina la vista funzionale nelle persone che soffrono di cecità completa o parziale1,2 a causa di ereditato retinale malattia degenerativa. L'Argus II acquisisce immagini su una piccola videocamera montata su un vetro oculare, converte queste immagini in impulsi elettrici e quindi trasmette tali impulsi in modalità wireless a elettrodi impiantati sulla superficie retinica. Pertanto, bypassa le cellule retiniche defunte e stimola la retina vitale cellule nei pazienti ciechi, con conseguente percezione di schemi di luce nel cervello. Il paziente impara quindi a interpretare questi schemi visivi riacquistando così una visione utile. Il sistema è controllato da un software che può essere aggiornato per prestazioni migliori man mano che i ricercatori continuano a sviluppare nuovi algoritmi.

Successo con partecipanti umani

In continuazione alle loro scoperte, produttore e venditore di "occhio bionico"Second Sight Medical Products, Inc. ("Second Sight")3 ha dimostrato che i risultati degli studi clinici quinquennali sull'impianto retinico hanno dimostrato l'efficacia, la sicurezza e l'affidabilità a lungo termine di questo dispositivo nel migliorare la funzione visiva e la qualità della vita per le persone accecate dalla retinite pigmentosa. Il loro studio condotto dal professor Lyndon da Cruz presso il Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust, ha valutato 30 soggetti nella sperimentazione clinica a cui è stato impiantato l'Argus II in 10 centri negli Stati Uniti e in Europa. Tutti i pazienti erano ciechi (cioè con percezione della luce nuda o peggio) da RP o disturbi simili. I risultati hanno dimostrato la sicurezza complessiva di Argus II grazie a una migliore funzione visiva nei pazienti e questi miglioramenti sono stati mantenuti nel corso di cinque anni. I pazienti hanno riferito che dopo aver utilizzato Argus II, hanno avuto una rinnovata connessione con il mondo esterno, la loro famiglia e i loro amici e hanno sentito un cambiamento positivo complessivo che ha alterato la loro vita nel loro benessere. Questo è uno studio estremamente notevole e fornisce notizie promettenti per i pazienti accecati dalla retinite pigmentosa.

Aspetti sociali dell'occhio miracoloso

L'Argus II è il primo e unico retinale impianto di aver dimostrato sicurezza, affidabilità a lungo termine e benefici attraverso studi appropriati ottenendo così le approvazioni negli Stati Uniti e in Europa. Dalla fine del 2016, oltre 200 pazienti sono stati trattati per la loro cecità con Argus II. I costi valutati per Argus II sono di circa USD 16,000 per una durata di 25 anni al momento della prima diagnosi di RP al paziente. In un sistema sanitario finanziato con fondi pubblici (in molti paesi sviluppati) potrebbe essere facilmente accessibile ai pazienti. I costi potrebbero anche essere giustificati da una copertura assicurativa sanitaria soprattutto quando l'insorgenza della condizione avviene gradualmente. I costi elevati potrebbero non fungere da deterrente se confrontati con le esigenze di "cura" a lungo termine per tali pazienti. Tuttavia, se pensiamo all'accesso a questa tecnologia nei paesi a reddito medio-basso, le possibilità appaiono molto basse a causa degli alti costi che comporta uno scenario di pagamenti diretti.

Il futuro dell'occhio bionico: il collegamento cerebrale

Dopo il successo dei test sugli esseri umani, Second Sight include ora uno studio di fattibilità dell'Argus II e aggiornamenti hardware e software per i pazienti Argus II esistenti e futuri. Si stanno concentrando sullo sviluppo di una protesi visiva avanzata, la protesi corticale visiva Orion™ I4, rivolto a pazienti con quasi tutte le altre forme di cecità in uno o entrambi gli occhi. Questa è una versione leggermente modificata di Argus II occhio bionico, e prevede un paio di occhiali dotati di una fotocamera e un processore esterno, utilizzando tuttavia il 99 percento della tecnologia di Argus II. Rispetto all'Argus II, Orion I è un sistema di neurostimolazione che aggira l'occhio e, invece, una serie di elettrodi viene posizionata sulla superficie della corteccia visiva (parte del cervello che elabora le informazioni visive). Pertanto, l'erogazione di impulsi elettrici in quest'area potrebbe dire al cervello di percepire schemi di luce. Questo dispositivo wireless è stato recentemente impiantato nella corteccia visiva di una paziente di 30 anni e diversi test hanno dimostrato che era in grado di percepire punti di luce e senza grandi effetti collaterali.

Orion I è attualmente (fine 2017) approvato per la sperimentazione clinica ed è stata concessa un'approvazione condizionata dalla FDA negli Stati Uniti per i test su solo cinque soggetti umani in due località4. Second Sight sta attualmente conducendo ulteriori test sul dispositivo e rispondendo ad alcune domande prima di iniziare il processo effettivo. Uno dei principali svantaggi di Orion I è che richiede un intervento chirurgico più invasivo rispetto ad Argus II poiché una piccola sezione del cranio umano dovrà essere rimossa per esporre l'area del cervello in cui verrà posizionata una serie di elettrodi. Tali impianti cerebrali elettrici comportano rischi di infezione o convulsioni cerebrali e l'azienda prevede solo di testare su umano soggetti completamente ciechi.

Bypassando l'occhio, Orion I potrebbe essere un vantaggio per altri tipi di cecità causati da danni ottico nervo a causa di molteplici ragioni tra cui glaucoma, cancro, diabete, lesioni o traumi. La tecnologia che Orion mi propone di utilizzare sostituirà essenzialmente l'occhio e il ottico nervo completamente e cura cecità. Questo dispositivo che ora è sulla buona strada per prove e approvazioni è visto come un punto di svolta per le persone senza cure o cure disponibili per il loro cecità – quasi sei milioni di persone in tutto il mondo che sono cieche ma non sono un candidato idoneo per Argus II.

Second Sight stima che circa 400,000 pazienti affetti da retinite pigmentosa in tutto il mondo sono idonei per il suo attuale dispositivo Argus II. Sebbene circa 6 milioni di persone siano cieche a causa di altre cause, come cancro, diabete, glaucoma o trauma potrebbero ipoteticamente utilizzare l'Orion I invece. Inoltre, Orion I può fornire una vista migliore rispetto ad Argus II. Questi sono i primi passi nella comprensione di un tale impianto cerebrale perché sarà difficile dal punto di vista medico rispetto a un retinale impianto perché la corteccia visiva del cervello è molto più complicata dell'occhio. Questo dispositivo richiederà un intervento chirurgico più invasivo attraverso il cervello, rendendo i pazienti più inclini a infezioni o convulsioni. Orion I forse richiederò anche più approvazioni dai regolatori a causa di tutti questi aspetti.

***

{Puoi leggere il documento di ricerca originale facendo clic sul collegamento DOI indicato di seguito nell'elenco delle fonti citate}

Fonte (s)

1. Allen C et al. 2015. Risultati a lungo termine di una protesi epiretinica per restituire la vista ai ciechi'. oculistica. 122(8). https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2015.04.032

2. da Cruz L et al. 2016. Gruppo di studio Argus II. Risultati quinquennali di sicurezza e prestazioni dalla sperimentazione clinica del sistema di protesi retinica Argus II. Oftalmologia. 123(10). https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2016.06.049

3. Second Sight Medical Products, Inc.: www.secondsight.com [Accesso al 5 febbraio 2018].

4. Biblioteca nazionale di medicina degli Stati Uniti. 2017. Primo studio di fattibilità del sistema di protesi corticale visiva Orion. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03344848 [Accesso al 9 febbraio 2018].

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