Cientos de millones de personas sufren de diabetes en todo el mundo, lo que los pone en riesgo de ceguera progresiva o retinopatía diabética, que viene con la enfermedad en sus etapas más avanzadas. Los tratamientos existentes, aunque efectivos, son dolorosos e invasivos, involucran láseres yinyecciones en el globo ocular. El estudiante graduado de Caltech Colin Cook MS '16 cree que hay una mejor manera.
Cook, junto con un grupo de investigadores del laboratorio de Yu-Chong Tai, la profesora de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería Médica Anna L. Rosen de Caltech, ha desarrollado un tratamiento potencial que podría ser mucho menos aterrador e invasivo, en la formade una lente de contacto que brilla en la oscuridad.
La pérdida de visión que acompaña a la diabetes es el resultado del daño que la enfermedad causa a los pequeños vasos sanguíneos en todo el cuerpo, incluidos los del ojo. Ese daño resulta en un flujo sanguíneo reducido a las células nerviosas de la retina y su eventual muerte.A medida que la enfermedad progresa, el cuerpo intenta contrarrestar los efectos de los vasos sanguíneos dañados creando nuevos dentro de la retina. Sin embargo, en pacientes con diabetes, estos vasos tienden a desarrollarse mal y sangran en el líquido transparente dentro del ojo, oscureciendoproblemas de visión y agravantes de la vista. A medida que los vasos sanguíneos sangran, causan daño adicional a la retina que el cuerpo repara con tejido cicatricial en lugar de nuevas células sensibles a la luz. Con el tiempo, la visión de un paciente diabético se vuelve borrosa y desigual antes de desaparecer por completo.
Debido a que el daño a la retina comienza con un suministro insuficiente de oxígeno, debería ser posible evitar una mayor pérdida de la vista al reducir las demandas de oxígeno de la retina. Hasta ahora, esto se ha logrado usando un láser para quemar las células en el periféricopartes de la retina, por lo que el oxígeno que esas células habrían requerido puede ser utilizado por las células de visión más importantes en el centro de la retina. Otro tratamiento requiere la inyección de medicamentos que reducen el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos directamente en el globo ocular.
Cook espera que sus lentes de contacto ofrezcan una solución que los pacientes estén más dispuestos a probar porque el esfuerzo involucrado es mínimo, al igual que los efectos secundarios.
Al igual que el tratamiento con láser, las lentes reducen las demandas metabólicas de la retina, pero de una manera diferente. La clave de su éxito son las células de la barra del ojo, que proporcionan visión en condiciones de poca luz. Las células de la barra necesitan y usan muchomás oxígeno en la oscuridad que cuando están inundados de luz, mientras, por ejemplo, mirando la pantalla de esta computadora, y se ha hipotetizado durante dos décadas que gran parte del daño causado a la retina por la retinopatía diabética ocurre cuandolas células de la barra aumentan sus demandas de oxígeno por la noche.
"Resulta que las células de su bastón consumen aproximadamente el doble de oxígeno en la oscuridad que en la luz", dice Cook.
Por esa razón, las lentes de contacto están diseñadas para reducir la demanda nocturna de oxígeno de la retina al dar a las células de la barra la menor cantidad de luz para mirar mientras el usuario duerme.
"Si reducimos el metabolismo en la retina, deberíamos poder prevenir parte del daño que ocurre", dice.
Para proporcionar luz a la retina durante la noche, las lentes toman prestada tecnología de los relojes de pulsera que tienen marcadores brillantes en sus caras. La iluminación es proporcionada por pequeños viales llenos de tritio, una forma radiactiva de gas de hidrógeno que emite electrones a medida que se descompone.Esos electrones se convierten en luz mediante un recubrimiento fosforescente. Este sistema garantiza una salida de luz constante durante la vida útil de la lente de contacto.
Los viales, que son solo del ancho de unos pocos pelos humanos, se implantan en la lente en un patrón radial como los rayos de un sol de dibujos animados. Los viales crean un círculo que es lo suficientemente grande como para quedar fuera de la vista del usuariocuando las pupilas se contraen en condiciones de luz. En la oscuridad, la pupila se expande y el tenue resplandor de los viales puede iluminar la retina.
La terapia de luz para la retinopatía diabética se ha intentado anteriormente en forma de máscaras para dormir iluminadas, pero los resultados fueron pobres, en parte porque los pacientes tenían dificultades para tolerar las máscaras e ignorar la luz que brillaba en sus ojos mientras dormían.
La fuente de luz de la máscara para dormir no está fijada al ojo, por lo que a medida que el ojo se mueve, el usuario ve un parpadeo y eso distrae mucho al tratar de conciliar el sueño, dice.
Cook dice que sus lentes evitan ese problema colocando la fuente de luz en la superficie del ojo, de modo que cuando el ojo se mueve, la fuente de luz se mueve con él y no hay parpadeo para que el usuario lo note.
"Hay una adaptación neuronal que ocurre cuando tienes una fuente constante de iluminación en el ojo. El cerebro resta esa señal de la visión y el usuario percibirá la oscuridad nuevamente en solo unos segundos", dice.
El diseño de la lente de contacto también garantiza que la retina reciba una dosis de luz adecuada durante toda la noche.
"Mientras dormimos, nuestros ojos giran hacia atrás. Para una máscara para dormir esto significa que el ojo ya no recibe tanta luz, pero las lentes de contacto se mueven con el ojo, por lo que no hay tal problema", dice.
Las primeras pruebas de las lentes realizadas en colaboración con el laboratorio de Mark Humayun en la Universidad del Sur de California están mostrando resultados prometedores, con una reducción de la actividad de las células de los bastones hasta en un 90 por ciento cuando se usan en la oscuridad. Cook dice en los próximos meses:él y sus colegas investigadores comenzarán a probar las lentes para ver si su capacidad para reducir el metabolismo retiniano se traducirá en la prevención de la retinopatía diabética. Después de esas pruebas, buscarán permisos de la FDA para comenzar los ensayos clínicos.
"Esta es una solución innovadora con un impacto potencialmente enorme en la retinopatía diabética", dice Tai, quien también ocupa la Cátedra de Liderazgo en Ingeniería Médica Andrew y Peggy Cherng y es director ejecutivo de ingeniería médica.
El equipo recientemente llevó su invención a TigerLaunch, una competencia empresarial organizada por la Universidad de Princeton. Su trabajo fue reconocido como la mejor tecnología médica, y el equipo quedó en tercer lugar en general.
"Hacer que nuestro trabajo sea reconocido por un panel de capitalistas de riesgo es realmente emocionante", dice Cook, "pero fueron los miembros de la audiencia quienes vinieron después y compartieron historias sobre seres queridos afectados por la enfermedad que realmente revitalizaron mis esfuerzos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de California . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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