Se encuentra usted aquí

    • You are here:
    • Inicio > Resuscitating eyes to speed up clinical research for vision impairment

Resuscitating eyes to speed up clinical research for vision impairment

NewsNEWS

17
Dec
Jue, 17/12/2020 - 09:30

Resuscitating eyes to speed up clinical research for vision impairment

Resuscitating eyes to speed up clinical research for vision impairment

Design concept for the ECaBox project

EN CASTELLANO | EN CATALÀ

An international consortium of researchers is developing a new method to bring eyes back to life from deceased body donors for clinical research purposes.

Coordinated by Pia Cosma at the Centre for Genomic Regulation (CRG), based in Barcelona, the group is creating a device that resuscitates eyes from the dead. The research group will develop artificial blood to provide cells with oxygen and nutrients, kick-starting the activity of nerve cells and restoring total eye function. Artificial vitreous humour will maintain the eye’ ocular pressure.

The device, codnamed ECaBox, will be a transparent, cubic box that mimics conditions in the living human eye, maintaining the eye’s temperature and pH levels while avoiding blood clots and removing metabolic waste and toxins.

The project has been awarded 3.5 million euros by the European Union’s Future and Emerging Technologies Open research programme, which funds radical new technologies.

Vision impairment affects over 250 million people worldwide, with thirty-six million people being blind. Retinal degeneration are often incurable, and ageing populations worldwide are major social and economic challenges.

Current technological limitations mean that eyes can only be kept at 4ºC for a period of 48 hours before irreversible degradation. This greatly limits their use for experiments, particularly to test the effectiveness of new drugs and treatments.

While advances in human organoids (growing tissues in a petri dish) are successfully mimicking the function of the eye, they fail to encapsulate the eye’s physiological complexity, such as its immune, vasculature, and metabolism systems.

The new method will circumvent these limitations by reviving eyes and maintaining them healthy for at least one month, helping researchers assess the efficacy, efficiency, and safety of new regenerative therapies and drug testing. Using resuscitated eyes can also bypass several ethical restrictions of preclinical animal testing, as well as human experimentation.

“There are a huge number of potential new treatments and therapies for eye damage and vision loss, but the eyewatering cost of running a clinical trial can mean they never reach the market,” says Pia Cosma, ICREA Research Professor and Group Leader at the Centre for Genomic Regulation (CRG) and coordinator of the project. “Our new method can greatly improve the preclinical validation steps for these treatments, supporting the screening of a larger number of candidates and helping promising drugs escape the ‘valley of death’ imposed by cost-benefit analyses in the pharmaceutical industry.”

An early prototype of the device is expected to be built by end of 2023. Upon completion, the group plans to use the device to test their own retinal regenerative therapies pioneered at the CRG.

“A theory developed in the late 90s suggests that fusing cells of different types can result in new hybrid cells that can differentiate into specialized retinal cells, but the technology to test how this works in practice has been limited,” says Pia Cosma. “We will use this new device to explore this approach for the first time in human eyes, a therapeutic approach we pioneered at the CRG.”

ECaBox will be created by an interdisciplinary collaboration between seven research centres. In Barcelona, the project will be coordinated by Pia Cosma at the CRG in collaboration with two other Catalan centres – Ricardo Casaroli at the Universitat de Barcelona and Nuria Montserrat at the Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC).

International collaborators include King’s College London in the UK, the Association for the Advancement of Tissue Engineering and Cell Based Technologies & Therapies (A4TEC) in Portugal, AFERETICA in Italy and the Bar-Ilan University (BIU) in Israel.

EN CASTELLANO

Un equipo científico pretende resucitar ojos humanos para impulsar nuevos tratamientos para la degeneración ocular

Un consorcio internacional de equipos científicos está desarrollando un nuevo método para revivir ojos y acelerar la investigación clínica.

Coordinado por Pia Cosma en el Centro de Regulación Genómica (CRG), el consorcio creará un dispositivo que resucita los ojos de donantes fallecidos. El grupo de investigación desarrollará sangre artificial para proporcionar oxígeno y nutrientes a las células, reactivar la actividad de las células nerviosas y restaurar la función total del ojo. También desarrollarán el humor vítreo artificial que mantendrá la presión ocular del ojo.

El dispositivo, llamado ECaBox, tendrá forma de cubo transparente que imitará las condiciones del ojo humano vivo, manteniendo su temperatura y los niveles de pH. A la vez, evitará la formación de coágulos de sangre y eliminará los desechos metabólicos y las toxinas.

El proyecto ha recibido 3,5 millones de euros del programa de investigación FET-OPEN de la Unión Europea, que financia nuevas tecnologías de vanguardia.

La discapacidad visual afecta a más de 250 millones de personas en todo el mundo, y treinta y seis millones de personas viven con ceguera. A menudo la degeneración de la retina es incurable y el envejecimiento de la población en todo el mundo es un gran desafío social y económico.

La tecnología actual sólo permite que los ojos puedan mantenerse a 4ºC durante un período de 48 horas, antes de su degradación irreversible. Esto limita su uso para experimentos, particularmente para probar la efectividad de nuevos medicamentos y tratamientos.

Aunque existen avances en organoides humanos (tejidos que crecen en una placa de Petri) que imitan la función del ojo, no logran encapsular la complejidad fisiológica del órgano, como sus sistemas inmunológico, vascular y metabólico.

Al revivir los ojos, el nuevo método evitará estas limitaciones y los mantendrá sanos durante al menos un mes, lo que ayudará a los equipos científicos a evaluar la eficacia, la eficiencia y la seguridad de las nuevas terapias regenerativas y las pruebas con fármacos. El uso de ojos resucitados también puede eludir varias restricciones éticas de las pruebas preclínicas con animales, así como la experimentación humana.

"Hay una gran cantidad de posibles tratamientos y terapias nuevos para el daño ocular y la pérdida de la visión, pero el coste descomunal de realizar un ensayo clínico puede significar que nunca lleguen al mercado", afirma Pia Cosma, profesora de investigación ICREA, jefa de grupo en el Centro de Regulación Genómica (CRG) y coordinadora del proyecto. "Nuestro nuevo método puede mejorar en gran medida los pasos de validación preclínica para estos tratamientos, respaldando la selección de un mayor número de candidatos y ayudando a que los medicamentos prometedores escapen del 'valle de la muerte' causado por los análisis de coste-beneficio de la industria farmacéutica".

Está previsto que un prototipo preliminar del dispositivo esté listo para finales de 2023. Una vez terminado, el grupo planea usar el dispositivo para probar sus propias terapias regenerativas retinianas desarrolladas en el CRG.

“Una teoría desarrollada a finales de los años 90 sugiere que la fusión de células de diferentes tipos puede resultar en nuevas células híbridas que pueden diferenciarse en células retinianas especializadas,” dice Pia Cosma. "La tecnología para probar cómo funciona esto en la práctica ha sido limitada. Usaremos este nuevo dispositivo para explorar este enfoque por primera vez en ojos humanos, un enfoque terapéutico que lideramos en el CRG".

ECaBox se creará mediante una colaboración interdisciplinar entre siete centros de investigación. En Barcelona, el proyecto estará coordinado por Pia Cosma en el CRG, en colaboración con equipos científicos en dos otros centros catalanes: uno liderado por Ricardo Casaroli en la Universitat de Barcelona, y el otro liderado por Nuria Montserrat en el Instituto de Bioingeniería de Catalunya (IBEC).

Los colaboradores internacionales incluyen el King's College London en el Reino Unido, la Asociación para el Avance de la Ingeniería de Tejidos, Tecnologías y Terapias Basadas en Células (A4TEC, por sus siglas en inglés) en Portugal, AFERETICA en Italia, y la Universidad Bar-Ilan (BIU por sus siglas en inglés) en Israel.

EN CATALÀ

Un equip científic pretén ressuscitar ulls humans per impulsar nous tractaments per a la degeneració ocular

Un consorci internacional d’equips científics està desenvolupant un nou mètode per reviure ulls i accelerar la recerca clínica.

Coordinat per la Pia Cosma al Centre de Regulació Genòmica (CRG), el consorci crearà un dispositiu que ressuscita els ulls de donants morts. El grup de recerca desenvoluparà sang artificial per a proporcionar oxigen i nutrients a les cèl·lules, reactivar l’activitat de les cèl·lules nervioses i restaurar la funció total de l’ull. També desenvoluparan l’humor vitri artificial que mantindrà la pressió ocular de l’ull.

El dispositiu, anomenat ECaBox, tindrà forma de cub transparent que imitarà les condicions de l’ull humà viu, mantenint la seva temperatura i els nivells de pH. Alhora, evitarà la formació de coàguls de sang i eliminarà els rebuigs metabòlics i les toxines.

El projecte ha rebut 3,5 milions d’euros del programa de recerca FET-OPEN de la Unió Europea, que finança noves tecnologies d’avantguarda.

La discapacitat visual afecta a més de 250 milions de persones a tot el món, i 36 milions de persones viuen amb ceguesa. Sovint la degeneració de la retina és incurable i l’envelliment de la població a tot el món és un gran desafiament social i econòmic.

La tecnologia actual només permet que els ulls puguin mantenir-se a 4ºC durant un període de 48 hores, abans de la seva degradació irreversible. Això limita el seu ús per a l’experimentació, particularment per provar l’efectivitat de nous medicaments i tractaments.

Tot i que existeixen avenços en organoides humans (teixits que creixen en una placa de Petri) que imiten la funció de l’ull, no aconsegueixen encapsular la complexitat fisiològica de l’òrgan, com els seus sistemes immunològic, vascular i metabòlic.

En reviure els ulls, el nou mètode evitarà aquestes limitacions i els mantindrà sans durant almenys un mes, fet que ajudarà els equips científics a avaluar l’eficàcia, l’eficiència i la seguretat de les noves teràpies regeneratives i les proves amb fàrmacs. L’ús d’ulls ressuscitats també pot eludir diverses restriccions ètiques de les proves preclíniques amb animals, així com l’experimentació humana.

“Hi ha una gran quantitat de possibles tractaments i teràpies nous pel dany ocular i la pèrdua de la visió, però el cost descomunal de realitzar un assaig clínic pot significar que mai arribin al mercat”, afirma la Pia Cosma, professora d’investigació ICREA, cap de grup al Centre de Regulació Genòmica (CRG) i coordinadora del projecte. “El nostre nou mètode pot millorar en gran mesura les passes de validació preclínica per a aquests tractaments, recolzant la selecció d’un nombre més gran de candidats i ajudant a què els medicaments prometedors escapin de la ‘vall de la mort’  causada per les anàlisis de cost-benefici de la indústria farmacèutica.”

Està previst que un prototip preliminar del dispositiu estigui enllestit per finals de 2023. Un cop acabat, el grup planeja emprar el dispositiu per provar les seves pròpies teràpies regeneratives retinals desenvolupades al CRG.

“Una teoria desenvolupada a finals dels anys 90 suggereix que la fusió de cèl·lules de diferents tipus pot resultar en noves cèl·lules híbrides que poden diferenciar-se en cèl·lules retinals especialitzades,” diu la Pia Cosma. “La tecnologia per provar com funciona això en la pràctica ha estat limitada. Emprarem aquest nou dispositiu per explorar aquest enfocament per primer cop en ulls humans, un enfocament terapèutic que vam liderar des del CRG.”

ECaBox es crearà mitjançant una col·laboració interdisciplinària entre set centres de recerca. A Barcelona, el projecte estarà coordinat per la Pia Cosma al CRG, en col·laboració amb equips científics de dos altres centres catalans: un liderat per en Ricardo Casaroli a la Universitat de Barcelona, i l’altre liderat per la Núria Montserrat a l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC).

Entre els col·laboradors internacionals s’inclouen el King’s College London al Regne Unit, l’Associació per a l’Avenç de l’Enginyeria de Teixits, Tecnologies i Teràpies Basades en Cèl·lules (A4TEC, per les seves sigles en anglès) a Portugal, AFERETICA a Itàlia, i la Universitat Bar-Ilan (BIU, per les seves sigles en anglès) a Israel.