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| Sección longitudinal de la médula espinal tratada con el andamio terapéutico más bioactivo. Los axones regenerados (en rojo) volvieron a crecer dentro de la lesión. Crédito: Samuel I. Stupp Laboratory/Northwestern University |
El nuevo estudio informa de una terapia innovadora que, según el equipo, fue capaz de reparar el daño de cinco formas principales. Regeneró axones, redujo significativamente la formación de tejido cicatrizal, repuso la capa de mielina aislante alrededor de los axones, aumentó la producción de vasos sanguíneos e incrementó el número de motoneuronas que sobrevivieron a la lesión.
En las pruebas con ratones, los resultados fueron muy prometedores. El tratamiento se administró como una única inyección de un líquido que contenía dos tipos de péptidos modificados, y solo cuatro semanas después los ratones paralizados pudieron volver a caminar.
El equipo afirma que el tratamiento funciona porque estos péptidos desencadenan señales en cascada que ayudan a reparar la médula espinal. Uno de los péptidos desencadena una señal que regenera los axones, mientras que el segundo reduce la cicatrización y promueve el rebrote de los vasos sanguíneos y la mielina.
Tras la inyección, el líquido se gelifica en una estructura de nanofibras que imita la matriz extracelular que rodea la médula espinal. Esto permite que los péptidos permanezcan mucho más tiempo para hacer su trabajo, antes de que el gel se biodegrade tras unas 12 semanas.
"Las señales utilizadas en el estudio imitan las proteínas naturales necesarias para inducir las respuestas biológicas deseadas", explica Zaida Álvarez, primera autora del estudio. "Sin embargo, las proteínas tienen vidas medias extremadamente cortas y son caras de producir. Nuestras señales sintéticas son péptidos cortos y modificados que, cuando se unen por miles, sobreviven durante semanas para proporcionar bioactividad. El resultado final es una terapia menos costosa de producir y que dura mucho más".
Pero el avance clave, según el equipo, es que la matriz de gel permite que las moléculas se muevan para encontrar los receptores adecuados en las células. Curiosamente, el tratamiento mostró una mayor eficacia en los ratones que recibieron tratamientos con moléculas más móviles. Se observaron resultados similares en células humanas en cultivo.
"Los receptores de las neuronas y otras células se mueven constantemente", afirma Samuel Stupp, autor principal del estudio. "La innovación clave de nuestra investigación, que nunca se había hecho antes, es controlar el movimiento colectivo de más de 100.000 moléculas dentro de nuestras nanofibras. Al hacer que las moléculas se muevan, "bailen" o incluso salten temporalmente fuera de estas estructuras, conocidas como polímeros supramoleculares, son capaces de conectarse más eficazmente con los receptores."
El equipo afirma que la terapia podría utilizarse inicialmente para prevenir la parálisis en pacientes tras un traumatismo importante, como caídas, lesiones deportivas o accidentes de tráfico. También podría aplicarse a otras enfermedades.
"Los tejidos del sistema nervioso central que hemos conseguido regenerar en la médula espinal lesionada son similares a los del cerebro afectado por accidentes cerebrovasculares y enfermedades neurodegenerativas, como la esclerosis lateral amiotrófica, la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Alzheimer", afirma Stupp. "Más allá de eso, nuestro descubrimiento fundamental sobre el control del movimiento de los conjuntos moleculares para mejorar la señalización celular podría aplicarse universalmente en todos los objetivos biomédicos".
Los investigadores dicen que ya están planeando presentar el nuevo tratamiento a la FDA para iniciar el proceso de aprobación para su uso en humanos.
Fuentes, créditos y referencias:
“Bioactive scaffolds with enhanced supramolecular motion promote
recovery from spinal cord injury” by Z. Álvarez, A. N.
Kolberg-Edelbrock, I. R. Sasselli, J. A. Ortega, R. Qiu, Z. Syrgiannis,
P. A. Mirau, F. Chen, S. M. Chin, S. Weigand, E. Kiskinis and S. I.
Stupp, 11 November 2021, Science.
DOI: 10.1126/science.abh3602