El Norte de Castilla
Equipo del proyecto Neurofibres.
Equipo del proyecto Neurofibres. / Hospital Nacional de Parapléjicos

Microfibras para reconstruir la médula espinal

  • Proyecto Neurofibres

  • Una técnica bioeléctrica podría regenerar el tejido nervioso y tener un uso neuroprotésico. Una investigación española la ensayará en cerdos

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Reparar una lesión medular significa restablecer la estructura y los circuitos neurales que existían antes de la misma para recuperar la conexión y la transmisión de mensajes de ida y vuelta entre el cerebro y el resto del cuerpo. Es lo que se quiere hacer con una nueva técnica bioeléctrica, la de las microfibras, que es investigada en el proyecto Neurofibres, del Laboratorio de Reparación Neural y Biomateriales del Hospital Nacional de Parapléjicos.

«El trauma destroza macroscópicamente la médula espinal y produce cavidades y cicatrices que abocan al fracaso todos los tratamientos y estrategias de neuroregeneración, como trasplantes, estrategias moleculares o neuroprotección», afirma el investigador Jorge Collazos, coordinador del proyecto. «Se necesita obtener un sustrato implantable que, a modo de andamio, permita el crecimiento orientado del tejido neural, posibilitando así que los tratamientos celulares y moleculares puedan actuar. Hasta ahora se había ensayado con diversas estructuras para promover el crecimiento celular, pero podían producir inflamación, compresión del tejido o materiales quebradizos».

La intención de este estudio, en el que participan también Suecia, Reino Unido, Italia, Alemania y Francia, es desarrollar dispositivos de doble función que sirvan como un andamio electroactivo biológicamente seguro y eficaz para la regeneración y la activación de circuitos neuronales en la médula espinal. Debe, por tanto, mejorar las propiedades de las microfibras, como conductividad, estabilidad química y capacidad de interacción con las células, e inducir crecimiento neural.

«Hemos aprendido a hacer superficies planas de materiales electroconductores que fueran compatibles con las neuronas y obtener una superficie plana a una estructura que se pueda implantar en la médula espinal», asegura Collazos. «Hace unos años se me ocurrió el uso de microfibras hechas con carbono y polímeros conductores, modificando su superficie con múltiples biomoléculas para mejorar la relación de estos materiales con las neuronas. Durante cinco años realizamos experimentos in vitro, utilizando cultivos celulares y celdas electroquímicas para analizar las respuestas de crecimiento en presencia de campos eléctricos y conseguimos un avance muy importante: que las microfibras guíen neuronas por distancias muy largas creciendo hasta 8 mm en 10 días».

Una vez comprobado que las microfibras con gel antifibróticos se integraban bien en el tejido nervioso, con un daño y una respuesta inflamatoria mínima, se abordará ahora en su optimización, para conseguir una interconexión eléctrica que pueda implantarse, primero, en ratones y cerdos. «En particular, la información que obtengamos de los cerdos será fundamental para el diseño futuro del implante para el ser humano», dice Collazos.

Aplicaciones

La microfibra puede tener tanto uso neuroprotésico, todavía con factores limitantes derivados de la estabilidad de los electrodos y los riesgos de su biocompatibilidad, como uso regenerativo del tejido nervioso, área donde las microfibras se muestran como una herramienta con gran potencial.

«Con las microfibras se podrían fabricar neuroprótesis más eficaces», asegura Collazos. «Nuestros experimentos muestran su mayor sensibilidad a la hora de estimular y registrar las señales de las neuronas frente a los electrodos metálicos usados en la actualidad y producen menos daño. Por el contrario, en un ambiente agresivo las microfibras resultan más inestables desde el punto de vista químico, mecánico y de su durabilidad, aspecto fundamental para una aplicación clínica. Aquí tenemos mucho trabajo por desarrollar. Cuando se supere el escollo de la estabilidad de la interfaz entre la neurona y el electrodo las neuroprótesis van a sufrir un desarrollo impresionante».

Sobre tiempos en los que se espera tener resultados y posibles aplicaciones médicas, Collazos explica que «si bien es cierto que el proyecto producirá la información necesaria para el diseño de los implantes para humanos, el objetivo inicial es probarlo en los cerdos. La aplicación en los humanos se acometerá en un nuevo proyecto una vez tengamos la información necesaria. En cualquier caso, puesto que este tratamiento requiere cirugía invasiva, está pensado para los casos más graves, aquellos en los que existe una interrupción completa de la médula espinal, ya que estos casos tendríamos muy poco riesgo de hacer daño adicional durante el procedimiento del implante».