Impianto PRIMA: Vista per l'atrofia geografica
Un chip di 2x2 mm consente alle persone con quasi nessuna vista di leggere di nuovo. Oltre cinque milioni di persone in tutto il mondo vivono con atrofia geografica, una forma tardiva di degenerazione maculare senile secca (AMD), che può distruggere permanentemente le aree centrali del campo visivo. Un team internazionale guidato da Stanford Medicine ha dimostrato con l'impianto PRIMA per i ciechi che questa vista centrale persa può essere parzialmente recuperata.
Fonte: Presentazione originale
Introduzione
L'atrofia geografica (AG) è una forma tardiva di AMD secca in cui aree chiaramente definite della retina nell'area maculare degenerano. Ciò porta a una perdita irreversibile delle aree visive centrali. Si stima che circa cinque milioni di persone in tutto il mondo siano colpite. . L'AG rappresenta circa il 20% dei casi di cecità legale dovuta all'AMD. Tipicamente, i pazienti hanno ancora una percezione periferica offuscata, ma vedono "buchi" o macchie grigie al centro del campo visivo. Ciò rende enormemente difficili la lettura, il riconoscimento facciale e le azioni precise.
Fisiopatologicamente, nell'AG, i fotorecettori fotosensibili (coni e bastoncelli) al centro della retina muoiono per primi. Gran parte delle cellule nervose a valle - in particolare le cellule bipolari e ganglionari - rimangono inizialmente intatte. È qui che PRIMA entra in gioco: non sostituisce l'intero sistema visivo, ma solo i fotorecettori difettosi e utilizza il cablaggio nervoso rimanente per continuare a trasmettere segnali al cervello tramite il nervo ottico.
Come funziona l'impianto PRIMA
PRIMA è un microimpianto fotovoltaico sottoretinico che sostituisce l'area dei fotorecettori distrutti al centro della macula. Il chip è di soli 2x2 mm, , è composto da 378 pixel controllabili singolarmente ed è più sottile di un capello umano - altre descrizioni parlano di circa un terzo dello spessore di un capello. Ogni pixel funziona come un minuscolo pannello solare: quando la luce infrarossa invisibile colpisce la superficie, genera una corrente elettrica che stimola un piccolo contatto elettrodo, attivando così le cellule bipolari della retina sottostanti.
Il sistema include occhiali speciali con telecamera frontale e modulo di proiezione. Questo traduce le immagini acquisite in uno schema di luce infrarossa e lo proietta precisamente sull'impianto nell'occhio. Un processore tascabile consente di regolare contrasto, luminosità e zoom (fino a circa 12 volte), in modo che testo o segnali diventino più grandi e meglio riconoscibili.
La luce viene proiettata nella regione dell'infrarosso vicino a circa 880 nm. . Questa regione è invisibile ai fotorecettori intatti. Ciò garantisce che la retina periferica ancora presente rimanga indisturbata e i pazienti possano utilizzare contemporaneamente la loro percezione periferica residua naturale e l'immagine centrale creata artificialmente.
Fonte: auge-online.de
Un impianto PRIMA sottoretinico, visibile nel fondo dell'occhio, dopo un impianto riuscito per il ripristino della vista.
Risultati degli studi clinici
Lo studio attualmente pubblicato si basa sul cosiddetto programma PRIMAvera, uno studio multicentrico su 38 pazienti con atrofia geografica. in 17 cliniche in Europa. Tutti i partecipanti avevano più di 60 anni e una acuità visiva inferiore a 20/320 nell'occhio dello studio, ben al di sotto della soglia per la lettura autonoma.
Della coorte originale, 32 persone sono state in grado di completare il follow-up di un anno; 27 di loro sono state in grado di leggere di nuovo – che corrisponde a circa l'84%. 26 di questi 32 hanno mostrato un miglioramento clinicamente rilevante dell'acuità visiva, definito come almeno due righe aggiuntive su un tabellone per l'acuità visiva standardizzato. In media, i pazienti sono migliorati di cinque righe, una persona ha persino guadagnato dodici righe – valori che sono stati confermati anche in un rapporto specialistico riassuntivo con una media di 23 lettere ETDRS guadagnate (4,6 righe) e un massimo di 59 lettere (11,8 righe).
È decisivo che questi miglioramenti non si siano verificati solo nella stanza di misurazione: i pazienti hanno utilizzato il sistema nella vita di tutti i giorni per leggere libri, etichette di generi alimentari e segnali della metropolitana, supportati dalla funzione zoom e dalla regolazione del contrasto degli occhiali. Una paziente descrive che prima dell'impianto vedeva solo due "dischi neri" al centro e che solo con il chip e un addestramento intensivo è stata in grado di cogliere singole lettere e infine intere pagine.
Fonte: smartup-news.de
Simulazione della percezione visiva: a sinistra, la vista limitata nella degenerazione maculare; a destra, la percezione migliorata di forme e lettere grazie all'impianto PRIMA.
Impianto e rischi
L'impianto PRIMA viene impiantato durante un intervento chirurgico di circa due ore in anestesia locale o generale, tipicamente nell'ambito di una vitrectomia pars plana, durante la quale viene prima rimosso il corpo vitreo. La retina viene delicatamente sollevata localmente, il chip viene spinto sotto la macula e la retina viene quindi riposizionata sopra, in modo che l'impianto si trovi nell'area dell'atrofia centrale.
Come per qualsiasi intervento chirurgico alla retina, sono possibili complicazioni: nello studio PRIMAvera sono stati osservati 26 eventi avversi gravi in totale in 19 dei 38 pazienti, , tra cui distacchi di retina, aumento della pressione intraoculare ed emorragie sottoretiniche. Quasi tutte queste complicazioni si sono verificate nei primi due mesi dopo l'intervento chirurgico e, secondo i rapporti, sono in gran parte migliorate, non sono stati descritti eventi pericolosi per la vita.
Dopo l'intervento inizia un processo di formazione di diversi mesi: i pazienti devono imparare a interpretare i segnali elettrici dell'impianto come forme e lettere – paragonabile all'adattamento neurale negli impianti cocleari per l'udito. L'acuità visiva e la capacità di lettura hanno continuato ad aumentare nel corso dei primi 6-12 mesi, quanto più a lungo e coerentemente i soggetti hanno lavorato con il sistema e la riabilitazione.
Sviluppi futuri
La generazione attuale di PRIMA impiantata fornisce un'immagine in bianco e nero senza sfumature – sufficiente per lettere grandi e contorni chiari, ma lontana dalla vista naturale. Il team di ricerca sta lavorando su aggiornamenti software che consentano sfumature di grigio reali, il che è particolarmente importante per il riconoscimento facciale e scene più complesse.
Tecnicamente, la maggiore limitazione attuale è il numero di pixel: l'attuale chip offre 378 pixel con una lunghezza del lato di circa 100 µm, , che limita l'acuità visiva raggiungibile a strutture grossolane. Negli esperimenti preclinici è già stato testato un chip con circa 10.000 pixel e dimensioni dei pixel significativamente più piccole di circa 20 µm, che potrebbe prospetticamente consentire un'acuità visiva di circa 20/80 – in combinazione con lo zoom digitale, forse anche verso 20/20 per compiti specifici.
A lungo termine, i ricercatori stanno discutendo scenari in cui i pazienti con tale risoluzione non solo potranno leggere, ma anche riconoscere nuovamente in sicurezza i segnali stradali o lavorare al computer; se sarà sufficiente anche per guidare, dipenderà dalle normative e dall'acuità visiva effettivamente ottenuta. Già ora il programma di sviluppo si sta espandendo oltre l'AG – in futuro PRIMA sarà testato anche per altre malattie come la retinite pigmentosa o la malattia di Stargardt, in cui i fotorecettori degenerano precocemente, ma gli strati interni della retina rimangono parzialmente conservati.
Fonte: user-added
Un'immagine pubblicitaria per Keystone Prima, che mostra due impianti dentali e testo in tedesco.
Conclusione
Per le persone con atrofia geografica, per molto tempo ci sono state solo terapie che rallentavano minimamente il decorso, ma non potevano riportare la vista persa. Con l'impianto PRIMA per i ciechi, ora esiste per la prima volta un sistema in grado di restituire capacità visive funzionali come la lettura e il riconoscimento di forme ai pazienti con cecità centrale pratica – in un gruppo di pazienti più ampio e con guadagni misurabili chiaramente sul tabellone per l'acuità visiva.
La tecnologia è lontana dal fornire una vista "perfetta": le immagini hanno una bassa risoluzione, sono in bianco e nero, il sistema richiede un intervento chirurgico con rischi rilevanti e mesi di addestramento, e non tutti i pazienti ne beneficiano allo stesso modo. Ma rispetto alle precedenti protesi retiniche, che di solito consentivano solo una semplice percezione della luce, PRIMA segna un salto verso una vera percezione delle forme – e quindi verso capacità che cambiano concretamente la vita quotidiana e l'indipendenza.
Se le prossime generazioni di chip con più pixel, sfumature di grigio e una migliore tecnologia degli occhiali integrata manterranno davvero quanto promettono i primi studi su animali e umani, un "Ora posso leggere di nuovo le lettere grandi" potrebbe trasformarsi in "Vedo tutto di nuovo abbastanza chiaramente per la mia vita quotidiana".