Milioni di persone nel mondo convivono con la vista offuscata, la miopia o problemi visivi più gravi. Sebbene occhiali e lenti a contatto aiutino molte persone, milioni di persone si sono rivolte a procedure correttive come la LASIK per migliorare la vista. Ora, però, gli scienziati stanno esplorando un approccio completamente diverso che un giorno potrebbe rimodellare l’occhio senza laser, tagli o interventi chirurgici invasivi.
Ricercatori dell’Occidental College e dell’Università della California, Irvine, hanno sviluppato una tecnica sperimentale chiamata rimodellamento elettromeccanico (EMR). Invece di asportare tessuto come nel LASIK, questo metodo ammorbidisce temporaneamente la cornea in modo che possa essere delicatamente modellata in una nuova forma.
I primi test sugli occhi dei conigli suggeriscono che questa tecnologia potrebbe un giorno offrire un’alternativa più economica e meno invasiva alla tradizionale chirurgia oculare laser.
Come la LASIK cambia la vista
La cornea è la superficie trasparente a forma di cupola situata nella parte anteriore dell’occhio. Riflette la luce in entrata e contribuisce a mettere a fuoco le immagini sulla retina. Quando la cornea è troppo curva, troppo piatta o di forma irregolare, la vista diventa sfocata.
La LASIK corregge questi problemi utilizzando il laser per rimuovere piccole quantità di tessuto corneale e rimodellare l’occhio in modo permanente. Sebbene la procedura sia ampiamente utilizzata e generalmente considerata sicura, a volte può causare complicazioni tra cui secchezza oculare, abbagliamento, aloni e indebolimento della struttura corneale.
Michael Hill, professore di chimica all’Occidental College, afferma che il concetto fondamentale alla base della LASIK si riduce comunque alla rimozione del tessuto.
“La LASIK è semplicemente un modo sofisticato di eseguire interventi chirurgici tradizionali. Si tratta pur sempre di rimuovere tessuto, solo che lo si fa con un laser.”
Tale limitazione ha spinto i ricercatori a cercare un modo per rimodellare la cornea senza praticare incisioni.
Una scoperta avvenuta per caso
L’idea alla base dell’EMR è emersa inaspettatamente durante precedenti esperimenti che coinvolgevano la cartilagine e altri tessuti ricchi di collagene.
“L’intero effetto è stato scoperto per caso”, spiega Brian Wong, professore e chirurgo all’Università della California, Irvine. “Stavo esaminando i tessuti viventi come materiali modellabili e ho scoperto questo intero processo di modificazione chimica.”
I tessuti ricchi di collagene presenti in tutto il corpo, inclusa la cornea, mantengono la loro forma grazie a reti di molecole cariche che ne tengono unita la struttura. Poiché questi tessuti contengono grandi quantità di acqua, gli scienziati hanno scoperto che l’applicazione di una lieve corrente elettrica può alterare temporaneamente il livello di acidità del tessuto, o pH.
Quando il pH varia, i legami molecolari che mantengono rigido il tessuto iniziano ad allentarsi. Questo rende temporaneamente il tessuto sufficientemente flessibile da permettergli di rimodellarsi. Una volta che il pH torna alla normalità, il tessuto si irrigidisce nuovamente e si stabilizza nella sua nuova forma.
I ricercatori avevano precedentemente testato la radiazione elettromagnetica (EMR) sulla cartilagine dell’orecchio di coniglio, sulla pelle di maiale e sul tessuto cicatriziale. La cornea è diventata uno dei bersagli più promettenti perché anche piccole variazioni nella sua curvatura possono migliorare drasticamente la vista.
Rimodelare l’occhio con l’elettricità
Per testare la tecnica, il team ha creato delle “lenti a contatto” in platino appositamente progettate per adattarsi alla curvatura desiderata della cornea. I bulbi oculari di coniglio sono stati immersi in una soluzione salina studiata per imitare le lacrime naturali, e la lente in platino è servita da elettrodo.
Quando i ricercatori hanno applicato un piccolo potenziale elettrico, la cornea si è gradualmente ammorbidita e ha assunto la forma della lente. L’intero processo ha richiesto circa un minuto, un tempo simile a quello necessario per la LASIK stessa, ma senza tagliare i tessuti o utilizzare costosi sistemi laser.
Il team ha testato la procedura su 12 bulbi oculari di coniglio. Dieci di questi sono stati trattati per simulare la correzione della miopia. In questi occhi, le cornee hanno raggiunto con successo il potere di focalizzazione previsto, corrispondente a un miglioramento della vista.
È importante sottolineare che le cellule all’interno del tessuto sono rimaste vitali perché i ricercatori hanno controllato attentamente le variazioni di pH durante il trattamento.
I ricercatori hanno inoltre segnalato un’altra possibilità interessante. In esperimenti separati, la stessa tecnica si è dimostrata in grado di invertire alcune forme di opacità chimica della cornea. Oggi, un’opacità corneale grave spesso richiede un trapianto completo di cornea.
Perché i ricercatori sono entusiasti delle cartelle cliniche elettroniche?
Secondo gli scienziati, l’EMR potrebbe potenzialmente evitare alcuni dei principali svantaggi associati alla LASIK e a procedure simili come la PRK. Poiché il metodo non rimuove il tessuto corneale, potrebbe preservare una maggiore quantità della naturale resistenza strutturale dell’occhio.
Studi di imaging di laboratorio condotti mediante tomografia a coerenza ottica (OCT), microscopia confocale e microscopia a generazione di seconda armonica hanno inoltre suggerito che la struttura del collagene della cornea è rimasta in gran parte intatta dopo il trattamento. I ricercatori non hanno riscontrato perdite significative di trasparenza o danni tissutali evidenti nei primi esperimenti.
Studi più recenti e aggiornamenti ingegneristici hanno continuato a perfezionare la tecnologia. Gli scienziati stanno ora sviluppando lenti a contatto con elettrodi avanzate in grado di monitorare la forma, l’idratazione e la trasparenza della cornea durante il trattamento. I ricercatori hanno anche esplorato la possibilità di adattare l’EMR a patologie diverse dalla miopia, tra cui l’ipermetropia, l’astigmatismo e alcune procedure ricostruttive che coinvolgono tessuti ricchi di cartilagine.
Alcuni scienziati ritengono che questo approccio potrebbe alla fine risultare molto meno costoso della chirurgia laser, poiché potrebbe non richiedere sistemi laser grandi e complessi.
C’è ancora molta strada da fare
Nonostante l’entusiasmo che circonda questa tecnologia, i ricercatori avvertono che la risonanza magnetica elettromagnetica (EMR) rimane una tecnologia altamente sperimentale.
Finora, la tecnica è stata testata principalmente su occhi isolati di coniglio, piuttosto che su animali vivi o esseri umani. La fase successiva prevede studi più approfonditi sugli animali per determinare la stabilità nel tempo della cornea rimodellata e la sicurezza del trattamento sui tessuti viventi.
“C’è ancora molta strada da fare tra quello che abbiamo fatto e l’applicazione clinica”, conclude Hill. “Ma, se ci arriveremo, questa tecnica sarà ampiamente applicabile, molto più economica e potenzialmente persino reversibile.”
I ricercatori continuano inoltre a studiare con precisione in che modo la procedura possa correggere diversi tipi di problemi alla vista e se possano manifestarsi effetti collaterali a lungo termine dopo il trattamento.
Per ora, la LASIK rimane l’opzione standard per la correzione chirurgica della vista. Ma l’EMR ha aperto la strada a un futuro in cui correggere la vista sfocata potrebbe non richiedere più laser, incisioni o rimozione permanente di tessuto.
Materials provided by American Chemical Society. Note: Content may be edited for style and length.
Questa ricerca è stata presentata a una riunione dell’American Chemical Society (ACS). L’ACS non conduce ricerche, ma pubblica e divulga studi scientifici sottoposti a revisione paritaria.
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