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10 Abril 2017

Un hidrogel para refrescar la vista

El desprendimiento de retina es una condición que debe ser corregida quirúrgicamente para evitar la pérdida permanente de la vista. La cirugía implica el reemplazo del humor vítreo, un gel claro que permite  la trasmisión de la luz, proveniente de la córnea y el cristalino, hacia la parte posterior del ojo. Durante más de 50 años, los cirujanos oculares han ocupado gases o silicona como reemplazos del cuerpo vítreo, pero su uso se acompaña de efectos secundarios potencialmente nocivos. Un reciente estudio describe el uso de un nuevo gel que puede ser fácilmente implantado como un reemplazo del cuerpo vítreo. Si soporta nuevas pruebas, el gel podría revolucionar el tratamiento del desprendimiento de retina y otros trastornos oculares. 


Desprendimiento de retina

En los jóvenes, el cuerpo vítreo tiene propiedades viscosas y actúa como un amortiguador que desacelera las fuerzas de inercia en la retina durante el movimiento ocular. Los cambios relacionados con la edad pueden causar que el  cuerpo vítreo se licúe y colapse, tirando de la retina y aumentando el riesgo de desprendimiento. Los movimientos oculares y corrientes en remolino en el cuerpo vítreo permiten que el fluido pase a través de una grieta, separando la retina de la pared del ojo y causando desprendimiento de retina.

La vitrectomía es la forma más común de reparar una retina desprendida. El cuerpo vítreo es cortado y aspiración, eliminando la tracción. La retina se vuelve a unir quirúrgicamente y los láseres se aplican a las zonas afectadas de manera que la retina se adhiera a la parte posterior del ojo, evitando el paso de fluido bajo esta estructura. A continuación, se utiliza una burbuja de gas o aceite de silicona para llenar el espacio que deja el cuerpo vítreo, dejando a la retina en posición hasta que ocurra una adhesión fuerte. Los gases son absorbidos por el cuerpo después de un mes o dos, y reemplazados por humor acuoso (un componente principal del cuerpo vítreo), mientras que el aceite de silicona puede ser posteriormente retirado del ojo.

Sin embargo, muchos aspectos de esta estrategia son problemáticos. Por ejemplo, debido a que tanto el gas como el aceite de silicona son menos densos que el agua, suben a la parte superior del ojo. Como resultado, los pacientes deben inclinar sus cabezas hacia adelante en posición decúbito ventral  para mantener al gas o burbujas de aceite empujando contra la retina, y permitir que los nutrientes de los fluidos circundantes fluyan alrededor de la burbuja y alcancen el cristalino para prevenir el desarrollo de una catarata. Los desprendimientos retinianos recurrentes ocurren más comúnmente en la parte inferior del ojo, porque burbujas suben cuando la cabeza no se encuentra en la posición descrita. Por este motivo, se han desarrollado aceites más densos para empujar contra la retina inferior, pero su uso aún no ha sido aprobado.

Sin embargo, los hidrogeles existentes son propensos a causar la inflamación del ojo debido a una elevada presión osmótica, lo que hace que el agua entre en el gel. La presión osmótica puede reducirse disminuyendo el contenido polimérico del gel, pero esto genera otro problema potencial: el gel podría no ser lo suficientemente firme como para mantener la retina por períodos de tiempo adecuados. 

Figura 1: Una mirada fresca a la cirugía de la retina.

Los hidrogeles son redes absorbentes de agua conformados por polímeros reticulados. Hayashi y sus colegas (doi:10.1038/s41551-017-0044) diseñaron un hidrogel con fines quirúrgicos para reparar retinas desprendidas. a, los autores comenzaron con dos polímeros reactivos en forma de estrella, uno con grupos tiol en sus extremos y el otro con terminales de maleimida. Éstos se mezclan en dos reacciones diferentes, en las que uno u otro polímero está presente en abundancia estequiométrica. Las reacciones son detenidas por dilución, produciendo grupos de polímeros reticulados en solución que muestran predominantemente un grupo en sus superficies. Mezclar los clusters conduce a la rápida formación de un hidrogel de baja densidad. b, Cuando las soluciones de los dos clusters se inyectan en los ojos de conejos, el hidrogel que se forma rápidamente mantiene la retina en su lugar mientras se vuelve a colocar en la parte posterior del ojo.

Hayashi y colaboradores (doi:10.1038/s41551-017-0044) desarrollaron un proceso de dos pasos para la formación de un hidrogel con un bajo contenido polimérico y propiedades deseables para el reemplazo del cuerpo vítreo(figura 1a). Comenzaron con polímeros con forma de estrella con grupos tiol o maleimida en sus extremos. Como primer paso, los autores mezclaron estos polímeros mutuamente reactivos en dos reacciones separadas, utilizando un exceso de grupos tiol o un exceso de maleimida. Pararon esta reacción mediante dilución, antes de formar un gel para obtener grupos de polímeros cuyas superficies presentasen predominantemente grupos tiol (en una reacción) o grupos maleimida (en la otra). En un segundo paso, los autores mezclaron los dos tipos de clusters para obtener un hidrogel en bajas concentraciones, evitando su expansión.

Posteriormente, probaron su gel inyectándolo en los ojos de conejos con desprendimiento de retina (figura 1b). Las retinas permanecieron 410 días, con evidencia mínima de toxicidad o inflamación, por lo que el gel es aparentemente más biocompatible que los gases o el aceite de silicona. Además, el gel permaneció ópticamente claro, lo que evita problemas visuales asociados a los gases y aceites.

Estos resultados preliminares son indudablemente prometedores, pero quedan interrogantes por ser respondidas. Además, sería útil saber cuánto tiempo puede  ser mantenida la estabilidad mecánica del gel y si existe un método seguro para invertir la reticulación después de su colocación en el ojo, o si puede ser retirado fácilmente si se dan complicaciones postoperatorias. También será importante poder determinar si el gel permanece sin ser alterado en caso de que la sangre o proteínas fuesen liberados en el ojo, tal como puede ocurrir en personas con retinopatia diabetica u otros trastornos vasculares de la retina.

El campo de los sustitutos vítreos ha sido abandonado porque los estudios de seguridad requieren períodos de tiempo extensos y tienen bajas retribuciones comerciales. Sin embargo, es "refrescante" ver las prometedoras investigaciones en esta área, debido a que podrían ayudar a las miles de personas que desarrollan desprendimiento de retina cada año a nivel mundial.

Fuente bibliográfica

Biomedicine: An improved gel for detached retinas

Stanley Chang

Edward S. Harkness Eye Institute, Department of Ophthalmology, Columbia University Medical Centre, New York.

doi:10.1038/nature21898

Ciencia y Medicina

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