Artificial corneas restore sight / Córneas artificiais restauram a visão

Scientists hope the breakthrough will also slash the cornea transplant waiting list which every year falls short by more than 500 in Britain alone.

The new technique involves growing human tissue or collagen in the laboratory and then shaping it using a contact lens mould.

Damaged and scarred tissue from the front of the eye is then removed and the "biosynthetic" replacement is stitched in its place.

Eventually existing cells and nerves in the eye grow over the artificial cornea incorporating it fully into the eye.

The first trials of the operation have shown that it is just as successful as live tissue transplantation and in some cases patients have had their sight fully restored.

Dr May Griffiths, of Linköping University, in Sweden, said: "We were very excited by the results.

"This study is the first to show an artificially fabricated cornea can integrate with the human eye and stimulate regeneration.

"With further research, this approach could help restore sight to millions of people who are waiting for a donated human cornea for transplantation.

"There is a shortage of donors and this could solve that problem. It can also be done at a fraction of the cost."

The cornea is a vulnerable shield or lens protecting the eye and plays a key role in creating vision.

It consists of three main layers – the endothelium, stroma and epithelium.

But many are damaged by scarring or disease causing blurring and even complete vision loss very much like a lens of a camera being scratched.

A clinical trial of 10 patients with damaged corneas whose damaged tissue was operated on and replaced with the artificial cornea, found vision improved in six of them.

After contact lens fitting their sight was comparable to conventional corneal transplantation with human donor tissue, according to the findings published in Science Translational Medicine. Humans are currently the only source of corneas for transplantation, and the supply of donor tissue is limited.

In addition, the artificial corneas may actually work better than human versions because they avoid the chance of infection or rejection.

Patients did not experience any rejection reaction or require long-term immune suppression, which are serious side effects associated with the use of human donor tissue. The biosynthetic corneas also became sensitive to touch and began producing normal tears to keep the eye oxygenated.

Globally, diseases that lead to clouding of the cornea affect more than 10 million people worldwide making them the most common cause of blindness.

More than a decade ago, Dr Griffith and her colleagues began developing biosynthetic corneas using collagen produced in the laboratory and moulded into the shape of a cornea. After extensive laboratory testing Dr Griffith began collaborating with eye surgeon Dr Per Fagerholm, also at Linköping University, to provide the first human experience with biosynthetic cornea implantation.

Dr Fagerholm, said: "We are very encouraged by these results and by the great potential of biosynthetic corneas.

"Further biomaterial enhancements and modifications to the surgical technique are ongoing, and new studies are being planned that will extend the use of the biosynthetic cornea to a wider range of sight-threatening conditions requiring transplantation."

Cientistas suecos criaram um novo tipo de córnea artificial, inserindo um fragmento de colágeno dentro do olho que persuade as próprias células da córnea natural a voltar a crescer e restaurar a visão.

O método funcionou na primeira fase de um estudo com 10 pacientes na Suécia, segundo disseram os pesquisadores nesta quarta-feira, 25. Embora pesquisas naus amplas sejam necessárias, esse é um passo para o desenvolvimento de uma alternativa ao transplante de córnea padrão, que não está disponível na maior parte do mundo por causa da falta de doações. "Esta é a primeira vez que fomos capazes de regenerar a córnea de alguém", disse a Dra. May Griffith, cientista sênior do Ottawa Hospital Research Institute, no Canadá, e professor de medicina regenerativa na Universidade de Linköping, na Suécia.

A visão depende de uma córnea saudável, que funciona como um filme de cobertura na superfície do olho que ajuda a focalizar a luz. As córneas são frágeis, facilmente prejudicadas por uma lesão ou infecção, e cerca de 42 mil pessoas nos Estados Unidos passam por transplantes desse tipo a cada ano.

Embora a política de doação de córneas seja adequada nos EUA, essa não é a situação vivida por cerca de 10 milhões de pessoas com cegueira corneal ao redor do mundo. Os transplantes também trazem risco de rejeição. Por isso, pesquisadores também vêm trabalhando para melhorar a produção de córneas artificiais feitas de plástico.

O novo trabalho, publicado na revista Science Translational Medicine, fala sobre córneas bioartificiais, uma tentativa de usar as mesmas substâncias naturais que compõem uma córnea real para induzir a cura.

"Eu caracterizo esse trabalho como um grande avanço na direção que precisamos tomar'', disse o Dr. Alan Carlson, chefe de transplante de córnea do Centro Oftalmológico da Universidade Duke, na Carolina do Norte (EUA).

"Acho que o aspecto mais emocionante da descoberta é fazer essa nova córnea imitar um tecido de doador, na medida em que suas próprias células se incorporam a esse tecido", afirma Carlson, que não teve participação na pesquisa.

A estrutura de córnea é constituída por um tecido chamado colágeno. Primeiro, os pesquisadores usaram colágeno humano cultivado em leveduras, feito pela empresa FibroGen Inc., de São Francisco, e o moldaram em uma base que imitava uma lente de contato.

Então, a Dra. May Griffith, em parceria com o cirurgião ocular Per Fagerholm, da Universidade de Linköping, estudou a córnea bioartificial em 10 pacientes com perda severa da visão após dano em uma camada da córnea. O tecido danificado de um olho foi retirado e a córnea biossintética, implantada.

Logo, as células que cobrem a córnea saudável começaram a crescer no colágeno. A produção lacrimal foi normalizada e até mesmo os nervos da córnea voltaram a crescer, o que foi possível medir por meio da sensibilidade. Não houve rejeição, e os pacientes não precisaram usar medicamentos imunossupressores.

Dois anos mais tarde, seis dos pacientes tiveram uma melhora significativa na visão com óculos e dois deles não pioraram. Ao usarem lentes de contato que antes não podiam tolerar, os pacientes enxergaram tão bem quanto um grupo similar de pacientes que receberam transplante de córnea padrão.

O Dr. Carlson adverte que as córneas bioartificiais não têm a mesma espessura das córneas dos transplantes - no estudo, a camada mais profunda da córnea original dos pacientes não foi substituída. Pessoas com problemas por causa da superfície mais alta na córnea compõem cerca de 10% dos casos de transplante, segundo ele, enquanto o maior obstáculo é a criação de terapia para o dano de espessura mais difícil de tratar, nas células endoteliais.

Mas Carlson classificou essa tecnologia experimental como um passo na direção do objetivo, e a Dra. May disse que está planejando estudos mais amplos e vai tentar estender a terapia a uma gama maior de perdas de visão.