Nanopartículas activadas por luz podrían ofrecer nuevo enfoque para prótesis retinianas

La retinosis pigmentaria es un trastorno degenerativo de la retina en el que los fotorreceptores mueren progresivamente, reduciendo las señales visuales que llegan al cerebro mientras deja infrautilizados los circuitos internos de la retina que sobreviven. Con opciones restauradoras limitadas, los investigadores están explorando maneras de recuperar la sensibilidad a la luz sin cirugía ni modificación genética. Uno de estos enfoques utiliza nanopartículas inyectables, sensibles a la luz y recién desarrolladas, diseñadas para activar las neuronas retinianas restantes y restaurar la señalización hacia el cerebro.

Desarrolladas por un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Aarhus (Aarhus, Dinamarca), las nanopartículas huecas de nitruro de carbono grafítico miden aproximadamente 300 nanómetros de diámetro y actúan como receptores microscópicos de luz. Su estructura, inspirada en parte en los cloroplastos vegetales, está optimizada para captar luz visible. Tras su inyección en el ojo, las partículas se asientan cerca de las células nerviosas de la retina, lo que les permite interactuar con las neuronas supervivientes. Cuando se iluminan, desencadenan eventos eléctricos y químicos que pueden estimular a estas neuronas cercanas para transmitir señales hacia el cerebro.

Más allá del ojo, los investigadores examinaron cómo el material influye en la señalización celular a distintas escalas. Mediante un láser de enfoque muy preciso, activaron nanopartículas individuales dentro de células únicas y observaron señales que se propagaban por la célula y hacia las células vecinas. En células del músculo cardíaco, la exposición a luz ordinaria de diodo emisor de luz (LED) influyó en la cadencia y favoreció latidos más sincronizados. Estos hallazgos establecieron una interfaz controlable de la luz a la célula sin modificación genética.

Las pruebas más orientadas a la clínica se centraron en la visión. En ratones con retinosis pigmentaria avanzada, las nanopartículas inyectadas se acumularon en la superficie retiniana cerca de las células ganglionares de la retina, que transmiten la información hacia centros superiores. Al iluminarlas, el equipo detectó actividad en la corteza visual y registró respuestas conductuales a la luz. En tejido de retina porcina aislado, la iluminación con LED activó las células ganglionares solo cuando estaban presentes nanopartículas.

El estudio, publicado en Nature Biomedical Engineering, no restauró la visión normal, pero demostró respuestas medibles evocadas por la luz en retinas gravemente degeneradas. Los autores señalan que la seguridad a largo plazo, la optimización de la administración y la durabilidad en el ojo requieren más investigación antes de cualquier ensayo en humanos. 

El trabajo impulsa un programa de siete años que comenzó en la Universidad de Aarhus y ha progresado desde la activación de células individuales hasta respuestas retinianas preclínicas. Entre las instituciones colaboradoras figuran la Universidad de Chicago, la Universidad de Finlandia Oriental, el Hospital Universitario de Aarhus y la Universidad de Copenhague. El equipo presentó una solicitud internacional de patente en 2024 y, en 2025, lanzó el proyecto RetiNano para desarrollar una prótesis retiniana fotovoltaica, inyectable y biocompatible.

“Cuando empezamos, nuestra pregunta fundamental era si podíamos crear un material que pudiera actuar como una interfaz inalámbrica entre la luz y las células vivas. Ahora podemos ver que las partículas son capaces de activar las células nerviosas en retinas ciegas. Eso nos acerca a nuestro objetivo a largo plazo de desarrollar un nuevo tipo de prótesis retiniana”, dijo Menglin Chen, profesora asociada del Departamento de Ingeniería Biológica y Química de la Universidad de Aarhus.

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Universidad de Aarhus