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Individuare la cataratta prima
La cataratta è la principale causa di cecità ed è responsabile di quasi la metà di tutti i casi nel mondo. Una nuova sonda laser, originariamente sviluppata per il programma spaziale degli Stati Uniti, ha dimostrato di rilevare la condizione prima di quanto sarebbe altrimenti possibile. I suoi sviluppatori affermano che la tecnica può dire che si sta formando una cataratta anche quando un occhio sembra perfettamente limpido.
Occhio che vede: Un raggio di luce di un microscopio a lampada a fessura focalizzato su una cataratta.
La cataratta è causata dall'accumulo di proteine danneggiate all'interno del cristallino dell'occhio, che lo annebbiano e compromettono la vista. Le proteine iniziano a disfarsi quando sono danneggiate e si uniscono per formare grumi, dice Manuel Datiles , ufficiale medico e ricercatore clinico senior presso il Istituto Nazionale degli Occhi , a Bethesda, MD, che ha valutato la nuova tecnica.
L'accumulo di proteine che causa la cataratta può essere innescato dall'età, ma vari fattori di stress, come l'esposizione al fumo di sigaretta e la cattiva gestione della glicemia nei diabetici, contribuiscono al problema. Una volta che la cataratta si è sviluppata, il trattamento più comune è sostituire il cristallino danneggiato con uno artificiale. Ma se la cataratta può essere rilevata abbastanza presto, allora potrebbe essere possibile rallentare o fermare l'accumulo di proteine danneggiate riducendo i fattori rilevanti, dice Datiles.
Normalmente, la diagnosi viene effettuata cercando l'accumulo di proteine nell'occhio con un microscopio a lampada a fessura, un dispositivo oftalmologico standard che illumina l'occhio con un raggio di luce in modo che possa essere esaminato con un microscopio. Tuttavia, i microscopi con lampada a fessura possono rilevare la cataratta solo una volta che si è formata, afferma Datiles. Questo nuovo metodo rileva la cataratta anche prima che possano essere rilevate normalmente e prima che siano sintomatiche, osserva.
La nuova tecnica utilizza la diffusione dinamica della luce (DLS) per rilevare piccole proteine chiamate cristalline alfa nel cristallino dell'occhio. Questi sono noti per svolgere un ruolo naturale nell'impedire la formazione di cataratta attaccandosi a proteine più grandi e impedendo loro di disfarsi. Se le proteine più grandi non possono disfarsi, allora non possono restare unite.
La cataratta può ancora formarsi perché c'è solo un numero finito di queste proteine nell'occhio e si esauriscono gradualmente. Quindi questi cristallini alfa possono essere un utile biomarcatore, dice Datiles: se la quantità di proteine cristalline alfa è diminuita, allora sai che sta succedendo qualcosa.
Le proteine alfa-cristalline hanno un diametro compreso tra uno e tre nanometri, troppo piccole per essere rilevate utilizzando apparecchiature convenzionali. Ma DLS può individuarli misurando il modo in cui la luce viene riflessa dalle particelle in un liquido.
DLS è stato originariamente sviluppato per studiare la formazione di cristalli proteici sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), con l'obiettivo di esplorare possibili nuovi farmaci. Nello spazio, a causa della mancanza di gravità, sei in grado di fare un lavoro migliore nella crescita di cristalli di qualità migliore e più grandi, afferma Rafat Ansari, uno scienziato senior presso Centro di ricerca John H. Glenn della NASA , a Cleveland. Quando il padre di Ansari ha sviluppato la cataratta e il ricercatore della NASA ha appreso il ruolo che i cambiamenti proteici svolgono nella loro formazione, Ansari ha iniziato a esplorare l'uso del DLS come mezzo di rilevamento precoce.
La luce laser viene irradiata nella lente dell'occhio mentre un rivelatore di fotoni altamente sensibile chiamato fotodiodo a valanga viene utilizzato per misurare la luce retrodiffusa a lunghezze d'onda specifiche. Poiché le proteine alfa-cristalline sono molto più piccole delle proteine che compongono la cataratta, si muovono in modo diverso. Il movimento browniano è effettivamente controllato dalla dimensione delle particelle, afferma Ansari, quindi le particelle più piccole si muoveranno più velocemente di quelle più grandi.
Sintonizzando il rivelatore di fotoni per monitorare lunghezze d'onda specifiche per un periodo di circa cinque secondi, è possibile misurare con precisione i livelli di cristalli di alfa.
Le alfa-cristalline sono un biomarcatore affidabile per la cataratta e dimostrarlo negli esseri umani è un progresso, afferma Krishna Sharma un professore di oftalmologia presso il Mason Eye Institute in Columbia, MO. Il processo è complicato, dice Sharma, perché i pigmenti all'interno della lente possono influenzare la dispersione della luce visibile.
Il dispositivo è stato finora testato in uno studio clinico che ha coinvolto 235 pazienti. Avevamo un'intera gamma, dai giovani con lenti perfettamente chiare agli anziani, dice Datiles. I risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rivista Archivi di Oftalmologia . Siamo rimasti sorpresi dal fatto che possiamo rilevare le proteine alfa-cristalline in una lente trasparente anche prima che sia comparsa una cataratta, dice.
Il gruppo sta ora lavorando a uno studio a lungo termine del National Institute of Health per monitorare i livelli di alfa-cristallina nei pazienti con cataratta esistente. La speranza è che la tecnica alla fine prevenga la formazione della cataratta in primo luogo. La nostra speranza è che milioni di persone trarranno beneficio da questo, afferma Datiles.