Descubren qué neuronas estimular para que paralíticos vuelvan a andar

Las personas que sufren lesiones de la médula espinal pueden perder la capacidad de andar porque si los daños son graves interrumpen la conexión entre el cerebro y las redes de células nerviosas que se encuentran en la zona inferior de la columna y controlan la marcha. Los científicos buscan alternativas terapéuticas para devolver la movilidad a estos pacientes y un nuevo estudio ha permitido identificar las células nerviosas que es necesario estimular para que las personas paralizadas vuelvan a caminar, lo que abre la posibilidad de desarrollar terapias dirigidas que podrían beneficiar a una gran variedad de pacientes con lesiones en la médula espinal.

De hecho, mueve pacientes con parálisis a causa de una lesión en la médula espinal han recuperado en parte su función motora gracias a una técnica de estimulación eléctrica epidural (EES) sobre el área específica que controla el movimiento de las piernas. Tres de los pacientes que recuperaron la capacidad de caminar después del entrenamiento combinado con EES administrado por dispositivos implantados en la columna vertebral tenían parálisis completa y ninguna sensación en las piernas.

La investigación que ha obtenido estos esperanzadores resultados ha sido coordinada por los dos directores de NeuroRestore, Grégoire Courtine, profesor de neurociencia en la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), y Jocelyne Bloch, neurocirujana del Hospital Universitario de Lausana (CHUV), en Suiza, y se ha publicado en Nature.

En otro estudio anterior de la EPFL ya se había conseguido que tres pacientes paralíticos se pusieran de pie y caminaran después de que les colocasen unos implantes en la médula espinal, y una tecnología similar también ha permitido recientemente que niños con parálisis cerebral experimentaran una mejora sensorial y motora; todos ellos hitos que suponen una vía de esperanza para las personas inmovilizadas por lesiones medulares u otro tipo de problemas de salud que respondan a estas terapias.

Estimulación eléctrica epidural para volver a caminar

Los resultados se han alcanzado tras varias fases de investigación clave, en la que los científicos han podido visualizar por primera vez la actividad de la médula espinal de un paciente mientras caminaba, lo que ha permitido observar que durante el proceso de estimulación de la médula espinal la actividad neuronal disminuyó al caminar. La hipótesis de los científicos era que esto se debía a que la actividad neuronal se dirigía selectivamente a recuperar la función motora.

Los hallazgos “allanan el camino hacia tratamientos más específicos para pacientes paralizados. Ahora podemos tratar de manipular estas neuronas para regenerar la médula espinal”

Decidieron comprobar si su hipótesis era acertada y para ello desarrollaron tecnología molecular avanzada. “Establecimos la primera cartografía molecular en 3D de la médula espinal”, ha explicado Courtine. “Nuestro modelo nos permite observar el proceso de recuperación con granularidad mejorada, a nivel de neuronas”. Este modelo de gran precisión ha permitido que los científicos descubrieran que la estimulación de la médula espinal activa las neuronas Vsx2 y que estas neuronas se vuelven cada vez más importantes a medida que se desarrolla el proceso de reorganización.

En el laboratorio de Stéphanie Lacour, profesora de la EPFL, se desarrollaron unos implantes epidurales que ella adaptó agregando diodos emisores de luz que permitieron que el sistema no solo estimulara la médula espinal, sino que también desactivara las neuronas Vsx2 mediante un proceso optogenético. Cuando usaron este sistema en ratones con una lesión en la médula espinal, los animales dejaron de caminar inmediatamente debido a las neuronas desactivadas, pero no se produjo ningún efecto en los ratones sanos, lo que implica que las neuronas Vsx2 son necesarias y suficientes para que las terapias de estimulación de la médula espinal sean efectivas y conduzcan a la reorganización neuronal.

“Es esencial que los neurocientíficos puedan comprender el papel específico que desempeña cada subpoblación neuronal en una actividad compleja como caminar”, ha afirmado Bloch. “Nuestro nuevo estudio, en el que nueve pacientes de ensayos clínicos pudieron recuperar cierto grado de función motora gracias a nuestros implantes, nos brinda información valiosa sobre el proceso de reorganización de las neuronas de la médula espinal”. Jordan Squair, que se dedica al desarrollo de terapias regenerativas en Neurorestore, añade: “Esto allana el camino hacia tratamientos más específicos para pacientes paralizados. Ahora podemos tratar de manipular estas neuronas para regenerar la médula espinal”.

Juan de los Reyes Aguilar, investigador responsable del Grupo de Neurofisiología Experimental y Circuitos Neuronales del Hospital Nacional de Parapléjicos, ha dado su opinión sobre esta investigación en declaraciones a SMC España. “El estudio tiene alta calidad científica. Demuestra los efectos positivos que la terapia de electroestimulación epidural tiene en pacientes con lesión medular. En el artículo los autores aportan todos los detalles, no solo técnicos y experimentales, sino, por ejemplo, la evolución individual de cada paciente tratado, desde su estado anterior a la terapia hasta el resultado final obtenido. Esto ofrece una visión real de la efectividad de la terapia en los mejores casos y la posibilidad de que en otros (los menos) no aporte beneficios”. 

El experto recuerda que el estudio tiene limitaciones que ponen de manifiesto “la importancia de evaluar la función medular que se preserva después de una lesión en cada persona para aplicar un tratamiento concreto o personalizado”, y señala que “la relevancia para el futuro se centra en que, cuando se conoce el tipo celular que produce un efecto, se pueden dirigir diferentes terapias (únicas o combinadas) para manipular la actividad celular y conseguir mejores resultados”, y opina que “las perspectivas de que se consigan mejores resultados son muy buenas y posibles”.