Prótesis retinales: ¿Una segunda oportunidad para los ojos?

(Este artículo fue traducido, adaptado e impreso con autorización exclusiva del grupo de revistas de Review de Jobson Medical Information. Su reproducción está prohibida.)

Por Kristine Brennan, Editora senior asociada

Una mirada a la manera como funcionan dos prótesis retinales: una aprobada y otra bajo investigación, y a quién podrían ayudar.

Las distrofias retinianas hereditarias pueden causar el peor daño justo cuando los pacientes están tratando de vivir plenamente su vida, dejándolos sin ninguna visión útil en las etapas más avanzadas. La aprobación por parte de la FDA (Food and Drug Administration) de Luxturna (Spark Therapeutics; Filadelfia), una terapia génica que se inyecta subretinalmente, ofrece esperanza a los pacientes con mutaciones en el gen RPE65. Los dispositivos protésicos de la retina son un concepto que precede a la terapia génica y continúan al mismo paso con ella. Aquí presentamos una actualización sobre dos de estos dispositivos que están siendo implantados actualmente, para tratar la ceguera en los casos de retinosis pigmentaria avanzada.

El Argus II

La prótesis de retina Argus II (Second Sight; Sylmar, California), certificada CE en 2011 y aprobada por la FDA para uso humano en 2013, consta de un par de gafas con una cámara de vídeo montada en el centro, una bobina externa sobre el brazo lateral, y una unidad de procesamiento de vídeo portátil, alimentada por batería, que transmite inalámbricamente impulsos electrónicos a un minúsculo electrodo con 60 canales, implantado epiretinalmente, mediante un cable que entra en el ojo a través de la carcasa del conjunto de microchips. “El Argus II es un dispositivo que restaura la vista a los pacientes con ciertos tipos de ceguera retinal, particularmente a los pacientes que sufren de degeneración retinal hereditaria, la cual conduce a la pérdida de fotorreceptores,” comenta el médico Mark Humayun, PhD, co-inventor de la serie de implantes de retina Argus.

“Además de los componentes portátiles, el componente implantado, es un microchip informático que recibe la información; la delicada matriz de electrodos del microchip convierte esa información en pulsos eléctricos controlados que estimulan a las células ganglionares en la retina y envían la información al nervio óptico”, explica el Dr. Humayun. “Por lo tanto, es básicamente un sistema de cámara, conectado de forma inalámbrica a un implante electrónico, que hace funcionar un ojo que de otra forma estaría ciego. Elude la función de los fotorreceptores dañados o perdidos. Proporciona esa información a la retina y, a continuación, la retina la envía al cerebro”.

Según el Dr. Humayun, el éxito del implante coclear para la sordera, fue una fuente de inspiración para el implante de retina Argus. “Los enlaces inalámbricos como el del Argus han sido ampliamente utilizados en los implantes cocleares y en otras partes del cuerpo. Llevamos décadas de experiencia con esa tecnología”, dice.

El Dr. Humayun afirma que el procedimiento de implantación para el Argus II figura bien dentro de las habilidades de un cirujano adiestrado para tratar la retina. “La mayoría de los pasos del procedimiento quirúrgico pueden ser fácilmente realizados por un cirujano retiniano”, dice. “Hay ciertas partes, tales como la conexión del conjunto de electrodos en la retina, que el cirujano tiene que aprender”. El cirujano debe crear un desprendimiento vítreo para insertar el conjunto de electrodos epiretinalmente, y la colocación en su lugar es un elemento complicado del procedimiento, dice. “Se tiene que usar una pequeña tachuela para conectar el microchip a la parte posterior del ojo”, señala. “Ese es un paso que normalmente no se practica, pero es fácil de aprender. Más de 200 pacientes han sido implantados en 30 países en todo el mundo, incluyendo: Europa, Estados Unidos, Canadá, la región de Asia Pacífico, el Oriente Medio, Rusia e Irán”.

En un estudio de 30 pacientes ciegos con retinosis pigmentaria, implantados con el Argus II y seguidos durante 36 meses, todas las personas que informaron que su visión había afectado negativamente la calidad de vida con respecto al peligro de lesionarse, la incapacidad de cumplir las exigencias de la vida y satisfacer sus roles; informaron de una mejoría a través de estas dimensiones.1

“En cualquier lugar que se produzca, ya sea a nivel de la retina o en el cerebro, la adaptación es la clave a estas mejoras,” dice el Dr. Humayun. “Cuando implantamos el dispositivo, vemos un efecto de aprendizaje. El paciente ya está utilizando las células restantes del ojo quizás después de décadas de ceguera total, y de repente comienza a acostumbrarse a este tipo de estimulación. Es muy diferente de lo que solemos ver, porque los electrodos del microchip están estimulando grupos de neuronas; mientras que la luz puede estimular solo bastones y conos.”

“En el ojo, inicialmente la entrada es diferente, quizá sólo puntos de luz”, continúa. “Eventualmente, sin embargo, el paciente aprende a utilizar las señales para reconocer objetos.” Después de la cirugía de implante Argus, los pacientes pueden ser capaces de ver la luz y el movimiento, y pueden ser también capaces de hacer cosas como separar ropa blanca y de color para lavar o seguir líneas en el paso de peatones y evitar obstáculos mientras se camina; algunos incluso pueden ser capaces de leer letras grandes de cerca o encontrar visualmente utensilios en una mesa; de acuerdo a la página de preguntas frecuentes para los pacientes del sitio web Second Sight (secondsight.com). El Dr. Humayun afirma que el código de software del Argus II es más sofisticado y está mejor presentado que en la versión anterior del dispositivo, y por tanto es más “legible” para el paciente, dando como resultado significativas ganancias visuales, más rápidamente para aquellos que se tomen el tiempo de practicar con el sistema, después de la implantación. “Nos demoramos en llegar a comprender plenamente el código, pero a medida que lo entendemos más y sabemos cómo presentarlo mejor, el proceso de aclimatación es cuestión de meses, a diferencia de años”, señala.

Implante de Retina Alpha AMS

El implante de retina Alpha AMS (Retina Implant AG; Reutlingen, Alemania), certificado CE en 2013, es un dispositivo sujeto a investigación en los Estados Unidos, y actualmente está destinado para el tratamiento de pacientes con ceguera por retinitis pigmentosa. El Alpha AMS no requiere de una cámara externa. Se trata de una matriz de microfotodiodos de 1.600 píxeles implantada subretinalmente y que se basa en la luz, para estimular el nervio óptico a través del resto de las células del epitelio pigmentario retiniano.

“En la retinosis pigmentaria, cuando el epitelio pigmentario de la retina sufre daños, las células ya no son capaces de ocuparse de los bastones y de los conos y los bastones y los conos y los fotorreceptores se dañan”, explica el médico Sunir J. Garg, investigador principal y cirujano jefe del actual ensayo de viabilidad (ClinicalTrials.gov Identifier: NCT03629899) en el Wills Eye Hospital de Filadelfia. “El implante del microchip va por debajo de la retina, con los fotodiodos tocando directamente a las células de tipo bastón y de tipo cono. Una señal eléctrica estimula los bastones y conos. Estamos básicamente reemplazando o suplementando las células del epitelio pigmentario retiniano (RPE), ayudando a acelerar las células que aún son funcionales pero que están debilitadas. Luego, las señales eléctricas siguen la ruta normal: a través de la retina, el nervio óptico y el cerebro”.

El implante incluye un componente manual del tamaño de un teléfono móvil que contiene las baterías y transmite energía a través de inducción por vía magnética a una bobina alojada en cerámica e implantada bajo la piel detrás de la oreja. El paciente también puede ajustar el brillo y el contraste mediante el dispositivo manual. “Se puede modificar, pero algunos de los ajustes ya han sido hechos por nosotros en nuestro laboratorio”, dice el Dr. Garg.

Dado que el Alpha AMS no requiere de una cámara externa para reunir información, los pacientes miran alrededor moviendo sus ojos, y apoyándose en el movimiento de la cabeza para acomodar un campo visual limitado. “Una de las mejores cosas acerca de este implante en particular, es que no hay ninguna cámara,” dice el Dr. Garg. “El paciente está mirando a través de su propio ojo; la luz entra a través de la pupila al igual que siempre lo ha hecho. Se centra en la retina al igual que lo ha hecho siempre. Cuando la luz golpea al implante, el implante hace lo que las células dañadas no pueden hacer, proporcionar estímulos.”

Al igual que con el Argus II, el Dr. Garg dice que los cirujanos de la retina pueden dominar la pericia necesaria para implantar el Alpha AMS. “Las técnicas de implantación son esencialmente técnicas con las cuales los cirujanos vitreoretinales se sienten cómodos, incluyendo vitrectomía, crear un desprendimiento de retina y practicar cortes esclerales.” No obstante, hay unas cuantas precauciones. “Las habilidades quirúrgicas se combinan de una manera muy diferente a lo que estamos acostumbrados. A fin de sentirse cómoda con el procedimiento, creo que la gente tendrá que pasar un tiempo en un laboratorio de capacitación, bajo la tutela de las personas que lo hemos hecho varias veces,” continúa el Dr. Garg. “No es tan simple como mirar un video, una o dos veces y entender que uno puede hacerlo. Requiere tiempo dedicado bajo supervisión en un laboratorio de práctica, para aprender”.

La otra consideración añadida al implantar un Alfa AMS es que el procedimiento implica lo que el Dr. Garg llama “un gran día en la sala de operaciones” trabajando junto con colegas de otras especialidades quirúrgicas. “Hay una batería que se implanta detrás de la oreja, similar a la forma en que un implante de batería coclear va detrás de la oreja: Esto requiere la pericia de un cirujano otorrinolaringólogo o de un neurocirujano, solo porque son los únicos con experiencia realizando implantes cocleares. También hay alambre que se debe pasar desde detrás de la oreja hasta la órbita; este alambre se coloca debajo de la piel. Generalmente lo hace un cirujano oculoplástico. Se necesita un equipo de expertos trabajando juntos. Algunas instalaciones pueden ser más fácilmente equipadas que otras para armar este equipo”, reconoce.

Aunque el Dr. Garg y sus colegas no han implantado aún a ningún paciente con el dispositivo, presenta un gran interés al respecto. Espera operar a su primer paciente a finales de 2018 o principios de 2019, aunque otros pacientes han recibido el dispositivo fuera de los Estados Unidos. “Desde una perspectiva clínica, estamos buscando pacientes que tengan percepción de luz desnuda o ninguna percepción de luz”, comenta sobre el proceso de selección. “Pero lo que es interesante acerca de estos pacientes es que, aunque no tengan percepción de luz cuando medimos en la clínica, puede ser que todavía tengan algunas de las células de la retina en funcionamiento; y si se hacen estudios de estimulación eléctrica y pruebas de visión ultra baja, todavía se puede detectar que la retina sea funcional. Aunque nos centramos en las personas que tienen una profunda pérdida de la visión, queremos asegurarnos de que la retina esté al menos algo funcional para que continúen en el ensayo. También estamos actualmente trabajando con pacientes de mediana edad (50 años) o mayores”.

El implante de retina Alpha AMS parece ayudar a los pacientes en la etapa final de la retinitis pigmentaria en lo que respecta a la percepción de la luz y el reconocimiento de objetos de alto contraste. Cinco de los seis receptores de Alfa AMS mostraron mejoría visual al funcionar con el implante encendido en comparación al implante apagado, hasta por 24 meses. (Un paciente tuvo que ser explantado a los tres meses, debido a daños yatrogénicos en el dispositivo e implante incorrecto.)2

“Todavía estamos aprendiendo a ver cómo interactúan todas las neuronas y las sinapsis entre ellas”, señala el Dr. Garg. “Supongo que estoy sorprendido, pero no demasiado  al ver que si se restablecen las vías que han estado inactivas durante un tiempo, el cuerpo intentará sacar lo máximo de las cartas que se le han repartido. Así que, este dispositivo es bastante bueno. Aunque he visto algunos resultados variables, cuando los pacientes obtienen un buen resultado, puede ser realmente espectacular. Estas son personas que han estado literalmente en la oscuridad durante años. Un paciente que ha recibido el implante puede mirar a su hijo y ver su rostro; está en capacidad de alcanzar y tocar su nariz. Otro paciente pudo advertir que uno de sus hijos llevaba un brazalete, y podía alcanzarlo y tocarlo. La resolución, claramente no es tan buena como la pantalla tipo retina del iPhone, por ejemplo, pero es definitivamente mejor que algunas de las imágenes pixeladas que hemos visto con algunas de las otras tecnologías. Así que, creo que para algunos pacientes, realmente les puede ofrecer una percepción visual e información más significativas de la que han visto en mucho tiempo”.

Pros y contras

Tanto el Dr. Humayun como el Dr. Garg reconocen que hay pros y contras para ambas prótesis retinianas, la colocación de los electrodos y del conjunto de fotodiodos en los respectivos dispositivos, es un ejemplo destacado. “El Argus II va en la parte superior de la retina, lo cual estimula las células, solo que lo está haciendo en un lugar un poco distinto de donde normalmente serían estimuladas. Por lo tanto, el implante Alfa AMS estará apuntando más directamente a las células afectadas”, dice el Dr. Garg.

Mientras que el Alfa AMS estimula más directamente los fotorreceptores en virtud del lugar en donde está implantado, las células más próximas al implante pueden no ser las mejores portadoras de estímulos en la configuración de la enfermedad, nota el Dr. Humayun. “En teoría, el dispositivo subretiniano está más cerca a la siguiente célula en línea, lo cual es potencialmente ventajoso, pero un montón de recableado aberrante se produce en la retina. Un dispositivo subretiniano puede terminar estimulando la siguiente célula en línea, pero puede ser anormalmente recableado para luego perder esa ventaja”, dice. “Mientras que el dispositivo epirretiniano estimula las células ganglionares, las cuales son menos propensas a un recableado.”

Algunos pacientes que buscan restaurar el funcionamiento visual a través de estas tecnologías, pueden descubrir que no son directamente los candidatos adecuados para uno o el otro de los tipos de implante. El Dr. Humayun contrasta los requisitos anatómicos para el Alpha AMS y el Argus II. “Un conjunto de fotodiodos obtiene su información a través de la luz, por lo cual requiere de una córnea y cristalino transparentes, lo cual no es necesario para que el sistema Argus funcione”, dice.

“Otra de las cosas importantes que hay que tener en cuenta, es que estos dispositivos no son adecuados para todo el mundo,” dice el Dr. Garg. “Los pacientes tienen que realmente querer estar involucrados en un ensayo, y querer ser exploradores que están dispuestos a probar algo nuevo para ayudar a impulsar el campo hacia adelante y ayudarnos a aprender. Esta es una cosa importante para tener en cuenta que tradicionalmente no pensamos en los ensayos clínicos. Después de realizado el implante, los pacientes tienen que gastar una cantidad razonable de tiempo en rehabilitación, aprendiendo a usar el dispositivo e integrarlo en sus actividades diarias”.

Futuros avances

El Dr. Garg es optimista en  que a medida que los implantes de retina mejoren, los cirujanos podrán  ayudar a más pacientes en mayor grado. “Mi esperanza es que, igual a como la tecnología informática continúa mejorando, siendo más rápida, más pequeña y más barata, podremos ver estos tipos de avances con estos implantes. A medida que pasa el tiempo y tenemos más experiencia con el ensayo de Alfa AMS y superamos algunas de las limitaciones tecnológicas, espero que los implantes seguirán mejorando. Hay ciertas enfermedades, tales como la atrofia geográfica por degeneración macular o la pérdida de la visión central por causa de la enfermedad de Stargardt, y otras, que pueden beneficiarse de estos tipos de tecnologías en el futuro. No hemos llegado ahí todavía, pero tengo la esperanza de que las cosas van a mejorar más y más rápido, hasta el punto en que vamos a estar en capacidad de ayudar también a estos pacientes, en un futuro próximo”.

Con tal fin, un estudio de viabilidad del Argus II está en curso para evaluar su uso en pacientes con degeneración macular seca relacionada con la edad (ClinicalTrials.gov Identifier: NCT02227498). El Dr. Humayun también observa que Second Sightestá lanzando un nuevo dispositivo que puede ampliar las indicaciones de los dispositivos implantables, al trabajar alrededor de la retina y el nervio óptico simultáneamente. “Acabamos de lanzar el sistema de prótesis cortical Orion Visual, un dispositivo de implante cortical que va directamente hasta el centro de la visión del cerebro”, comenta. “Hasta el momento, cinco personas han sido implantadas. Este aún tiene una cámara y transmisión inalámbrica. Pero en lugar de entrar en la retina, los electrodos van hacia el cerebro”.

El Orion obtuvo la autorización de la FDA para un ensayo de viabilidad a finales del pasado otoño (ClinicalTrials.gov Identifier: NCT03344848). Dado que su conjunto de electrodos pasa sobre la superficie de la corteza visual, puede ser apropiada para pacientes completamente ciegos, cuya pérdida de la visión se derive de traumas, retinopatía diabética, glaucoma u otras enfermedades.

Dr. Humayun posee una participación en Second Sight y recibe regalías de patente por su trabajo en Argus Serie I y II.

El Dr. Garg es el investigador principal y cirujano jefe del actual ensayo de viabilidad del implante de retina Alpha AMS, pero no recibe remuneración alguna por su trabajo.

El componente del implante ocular del sistema de prótesis de la retina Argus II, dentro y fuera del ojo. La lámina de microelectrodos recibe información de la antena, que recibe la señal desde una cámara situada en las gafas del destinatario después de que una unidad externa, de procesamiento de vídeo portátil procesa la imagen original capturada por la cámara montada en las gafas. Los electrodos emiten entonces impulsos que omiten los fotorreceptores dañados para estimular las células restantes en la retina, que transmiten los impulsos al nervio óptico y luego al cerebro. Los pacientes deben aprender a interpretarlos como patrones visuales de luz, contraste y formas pixeladas.

Vista en primer plano de la matriz de fotodiodos del implante retinal Alpha AMS. La matriz sustituye el epitelio pigmentario retiniano degenerado. El chip es de 3,2 x 4 mm y 70 µm de grosor. Los fotodiodos convierten la luz que entra al ojo en una señal eléctrica que las células retinianas funcionales amplifican; y luego, la señal viaja a través del nervio óptico hasta el cerebro.

Referencias

Duncan IL, Richards TP, Arditi A, et al. Improvements in visionrelated quality of life in blind patients implanted with the Argus II Epiretinal Prosthesis. Clin Exp Optom2017;100:2:144-50.

Edwards TL, Cottriall CL, Xue K, et al. Assessment of the Electronic Retinal Implant Alpha AMS in restoring vision to blind patients with end-stage retinitis pigmentosa. Ophthalmology 2018;125:432-43.

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