Reconectan una médula espinal seccionada de una rata con espumas de grafeno

La médula espinal se encargar de recibir y transmitir señales entre el cerebro y el resto del organismo y, cuando se lesiona, el afectado sufre alteraciones en la fuerza, las sensaciones y otras funciones corporales por debajo de la zona de la lesión que son permanentes y pueden impedirle, por ejemplo, controlar los brazos o las piernas.

Por lo general, una lesión en la médula espinal suele afectar solo a una parte concreta de la misma, pero un nuevo estudio realizado por científicos españoles ha querido demostrar que una espuma de grafeno es capaz de reparar una médula espinal totalmente seccionada a nivel torácico en un modelo de rata.

La investigación ha sido realizada por un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)1, dependiente del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidad (MICIU), que han comprobado el potencial de este material para el tratamiento de las lesiones medulares. Sus resultados se han publicado en Bioactive Materials2 y abren nuevas vías de investigación para desarrollar una cura para los pacientes parapléjicos en diferentes estados de la enfermedad.

Los investigadores querían comprobar que con este material es posible potenciar la reconexión del tejido neural incluso cuando la lesión es completa. “Nuestro equipo había demostrado ya que estas espumas generan un ambiente pro-reparativo en la médula espinal de rata, pero queríamos hacerlo también ampliando el tamaño de lesión y cambiando el nivel espinal, y hemos conseguido replicar los resultados”, señala Conchi Serrano, investigadora del ICMM-CSIC y una de las autoras principales del trabajo en una nota publicada por el centro.

Respuesta en un área del cerebro relevante para la función motora

El equipo de científicos, que ha contado con la colaboración de investigadores del Hospital Nacional de Parapléjicos de Toledo, como Juan Aguilar y Elisa López, ha logrado preparar una espuma (llamada 'scaffold') con óxido de grafeno reducido: “Se le hace un tratamiento térmico a 220ºC para eliminar el exceso de grupos de oxígeno y aumentar los enlaces químicos entre láminas, con lo que conseguimos una mayor estabilidad mecánica”, explica Serrano, que lleva trabajando en este material para aplicaciones de regeneración neural más de una década.

De esta manera, cuando se coloca el scaffold en la médula espinal –en este caso en un modelo de rata con la médula espinal completamente seccionada a nivel torácico–, “vemos que aparecen gran cantidad de vasos sanguíneos, que son fundamentales para nutrir el nuevo tejido, y neuritas (los filamentos que unen unas neuronas con otras)”. La investigadora explica que con esto se observa “cómo las neuronas que han sobrevivido en la zona alrededor de la lesión proyectan sus prolongaciones a través del scaffold y lo invaden en toda su extensión 3D”.

“Registramos respuesta en el cerebro, por lo que confirmamos no sólo que hay tejido neural atravesando el scaffold, sino que vuelve a reconectarse con el cerebro”

Todo esto, además, mejora con el tiempo: los resultados son incipientes tras 10 días de implante, pero son mucho más prometedores a los cuatro meses. “Nuestros scaffolds de óxido de grafeno reducido favorecen el crecimiento de vasos sanguíneos más abundantes y más grandes, y neuritas más abundantes, más largas y, además, distribuidas de manera más homogénea en el espacio de la lesión”, destaca Serrano.

Durante el estudio también realizaron registros electrofisiológicos con los que han observado la respuesta del cerebro cuando se estimula la médula por debajo de la zona dañada, y los resultados son más que reveladores: “Registramos respuesta en el cerebro, por lo que confirmamos no sólo que hay tejido neural atravesando el scaffold, sino que vuelve a reconectarse con el cerebro”. En concreto, la respuesta se aprecia en la formación reticular, una zona de gran relevancia funcional para la función motora.

Este trabajo forma parte del proyecto Piezo4Spine, financiado por la Unión Europea a través del programa Pathfinder de Horizonte Europa, que busca curar las lesiones medulares gracias a la nanotecnología. Con este objetivo se están desarrollando también nanomedicinas, que en la siguiente fase de estos trabajos serán incorporadas al scaffold para promover aún más estos hallazgos regenerativos tan prometedores.

Fuente: Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)