Diseñan unos implantes que permiten que las personas con parálisis puedan volver a caminar

Hombre en silla de ruedas @ep

Las personas con parálisis crónica a largo plazo pueden recuperar la capacidad de caminar después de que científicos israelíes hayan diseñado con éxito el primer tejido de la médula espinal humana en 3D y detallaron los resultados en un nuevo e innovador estudio revisado por pares publicado en la revista Advanced Science el lunes por la mañana.

El estudio fue realizado por investigadores del Centro Sagol de Biotecnología Regenerativa de la Universidad de Tel Aviv, encabezado por el Prof. Tal Dvir, y se le unieron investigadores de la Escuela Shmunis de Biomedicina e Investigación del Cáncer, y el Departamento de Ingeniería Biomédica de Tel Aviv. Universidad. El equipo del laboratorio del Prof. Dvir incluye al estudiante de doctorado Lior Wertheim, el Dr. Reuven Edri y el Dr. Yona Goldshmit.

La parálisis puede ocurrir después de una lesión de la médula espinal , que puede referirse al daño sufrido en cualquier parte de la médula espinal o en los nervios al final del canal espinal. Estas lesiones pueden causar cambios permanentes en la fuerza, la sensibilidad y otras funciones corporales y, en casos graves, pueden provocar una parálisis a largo plazo, para la cual actualmente no existe cura.

A pesar de que se han hecho muchos intentos previos en todo el mundo para promover la regeneración natural o intervenida en el sitio de la lesión, se ha visto un éxito mínimo. Muchos métodos experimentales o investigados existentes se basan en el trasplante de diferentes células o biomateriales en el sitio de la lesión. Sin embargo, dos cuestiones ponen en peligro el éxito del tratamiento: la respuesta inmunitaria a las células trasplantadas que hace que sean rechazadas y la implantación de células disociadas que no logran formar una red funcional.

Por lo tanto, el equipo de investigación planteó la hipótesis de que imitar el desarrollo embrionario mediante la aplicación de un protocolo específico de diferenciación de neuronas motoras de la médula espinal en un entorno dinámico 3D proporcionaría a las células señales para la formación adecuada de tejido regenerativo, curando el sitio y reduciendo el riesgo de rechazo. Además, teorizaron que ensamblar una red neuronal funcional antes de la implantación aumentaría las posibilidades de un injerto funcional, en el que se integra bien en el cuerpo huésped.

El procedimiento desarrollado por el equipo de investigación implicaría tomar una pequeña biopsia de tejido graso del paciente y separarlo en las células y el biomaterial extracelular. Luego, las células se reprogramarían para convertirse en células madre pluripotentes inducidas específicas del paciente (iPSC), un tipo de célula utilizado en medicina regenerativa que puede propagarse indefinidamente y puede usarse para reemplazar las células perdidas por daños o enfermedades.

Mientras tanto, el biomaterial se somete a un proceso para convertirlo en un hidrogel personalizado, en el que luego se encapsulan las células iPSC de tipo embrionario, lo que les permite diferenciarse en una red de médula espinal 3D. El biomaterial convertido en hidrogel no solo sostiene a las células, explicó el estudio, sino que también se adapta y desarrolla constantemente, proporcionando así un microambiente inductivo dinámico, que permite el montaje y la maduración de un implante de médula espinal funcional.

Tras imitar con éxito el desarrollo de la médula espinal embrionaria y la ingeniería de implantes de tejido funcional, los investigadores pasaron a probar el potencial terapéutico de la red 3D de la médula espinal y optaron por utilizar ratones como modelo de prueba.

Éxito en el tratamiento de la parálisis

Los ratones se dividieron en dos grupos: los que habían estado paralizados recientemente (agudo) y los que habían estado paralizados durante al menos un año en términos humanos (crónico).

Los ratones con parálisis aguda recuperaron la capacidad de caminar en el espacio de tres meses después de la inserción del implante, mostrando avances significativos sobre los ratones con parálisis aguda que no habían sido tratados.

Si bien los ratones no tratados recuperaron parcialmente la función motora con el tiempo, mostraron una peor coordinación y una capacidad mucho menor para ejercer presión sobre el pie lesionado, entre otros problemas, que los que se sometieron a la implantación de la médula espinal cultivada en laboratorio.

Tras el éxito observado en la fase aguda de la lesión, el equipo de investigación pasó a probar la misma teoría en ratones con parálisis crónica, un modelo clínicamente más relevante debido a que el alcance del daño permanente en la médula espinal aún no está claro durante la fase aguda. 

Seis semanas después de implantar la médula espinal artificial en los ratones con parálisis crónica, los animales mostraron una mejora significativa, lo que indica que el implante se había integrado con éxito en el cuerpo. En general, el 80 % de los ratones del grupo de prueba recuperaron la capacidad de caminar.

“Los animales modelo se sometieron a un rápido proceso de rehabilitación, al final del cual podían caminar bastante bien”, explicó el Prof. Dvir. “Esta es la primera instancia en el mundo en la que los tejidos humanos implantados han generado recuperación en un modelo animal para la parálisis crónica a largo plazo, que es el modelo más relevante para los tratamientos de parálisis en humanos”.

Tras el éxito observado en los ensayos de laboratorio y los resultados observados en ratones después del implante, los investigadores esperan avanzar a ensayos clínicos en humanos en los próximos años y ya han mantenido conversaciones con la FDA sobre el programa preclínico.

“Dado que estamos proponiendo una tecnología avanzada en medicina regenerativa, y dado que en la actualidad no existe una alternativa para los pacientes paralizados, tenemos buenas razones para esperar una aprobación relativamente rápida de nuestra tecnología”, explicó.