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Hijacking cell signalling pathways with magnetic nanoactuators for remote-controlled stem cell therapies of neurodegenerative disorders

Información del proyecto

Identificador del acuerdo de subvención: 686841

Estado

Proyecto cerrado

  • Fecha de inicio

    1 Enero 2016

  • Fecha de finalización

    31 Diciembre 2019

Financiado con arreglo a:

H2020-EU.1.2.1.

  • Presupuesto general:

    € 3 473 026

  • Aportación de la UE

    € 3 473 026

Coordinado por:

INSTITUT CURIE

Español ES

Un tratamiento con nanopartículas magnéticas para la enfermedad de Parkinson

Los trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Parkinson (EP) están aumentando a un ritmo alarmante y se espera que superen al cáncer en prevalencia para 2040. Con la aparición de tratamientos celulares como un método prometedor para restaurar la función neuronal, es necesario controlar estas células «in situ».

Salud
© Mathieu Coppey

El tratamiento de la EP supone uno de los mayores retos médicos y las soluciones existentes son insatisfactorias. Las estrategias de sustitución celular (trasplantar células nuevas en el encéfalo) han mostrado resultados prometedores, pero las preocupaciones éticas sobre su origen fetal limitan su utilización. Los métodos alternativos, como la reprogramación de las células del paciente «in vitro», pueden generar neuronas autógenas. En ambos casos, el desafío siguiente es controlar su comportamiento «in vivo» tras el trasplante.

Nanopartículas magnéticas para guiar el crecimiento de los axones de las neuronas

El proyecto MAGNEURON, financiado con fondos europeos, propone restaurar las conexiones entre las neuronas en el encéfalo a través de un método que potencia y dirige el crecimiento de los axones neuronales. «Nuestro concepto se basa en el uso de nanopartículas magnéticas funcionalizadas con proteínas de señalización que se incorporan dentro las células y dirigen el crecimiento de los axones», explica Mathieu Coppey, coordinador del proyecto. Como las nanopartículas son magnéticas, es posible localizarlas mediante dispositivos magnéticos y desencadenar de este modo respuestas celulares dirigidas espacialmente. La idea es utilizar inicialmente estas nanopartículas magnéticas para reprogramar las células somáticas del paciente como neuronas y, luego, tras el trasplante, para guiar el crecimiento de los axones en la dirección correcta. En el primer caso, denominado el modo «temporal», las nanopartículas se unen a los receptores mecanosensibles de la superficie. Entonces, se utiliza un imán externo para proporcionar estimulación mecánica y potenciar la diferenciación para obtener neuronas. El modo «espacio» hace referencia a la manipulación del crecimiento celular una vez las nanopartículas magnéticas han sido incorporadas (método «magnetogenético») o se han incorporado de forma pasiva mediante la endocitosis. Se acumulan en un lado de la célula y, mediante proteínas superficiales o directamente a través de la fuerza, crean una señal que dirige el crecimiento de las células. El método se probó «in vitro» en estirpes celulares y neuronas primarias, con resultados prometedores.

Restaurar las conexiones encefálicas

Sin duda, hoy es necesario encontrar métodos para manipular la función celular. La optogenética y la modulación del microentorno son dos métodos prometedores que han sido propuestos para tratar los trastornos neurodegenerativos. Aunque todavía está en ciernes, el concepto de MAGNEURON ha abierto una nueva ventana para los imanes en los tratamientos, especialmente dado que los campos magnéticos funcionan a largas distancias y no interfieren con el material biológico. Además de por la muerte neuronal, los trastornos neurodegenerativos se caracterizan por la pérdida de los circuitos encefálicos. «Si encontramos una forma de dirigir en el espacio el crecimiento de un axón mientras mantenemos el cuerpo celular de la neurona en su sitio, podríamos restaurar la conexión eléctrica entre las neuronas en el encéfalo. Es como cuando quieres reparar un componente eléctrico en un tablero que funciona mal: si sustituyes el componente sin restaurar sus conexiones, no funcionará», destaca Coppey. Los socios están dispuestos a llevar el método de las nanopartículas magnéticas hasta el nivel terapéutico. El método de MAGNEURON no puede activar las células que están alejadas varios centímetros, de manera que, debido a su tamaño, el encéfalo presenta un desafío. Los socios estudiarán el potencial de las nanopartículas magnéticas en la restauración de la conectividad neuronal tras producirse daños en la médula espinal en casos en los que las distancias son menores y la innovación puede avanzar. «El proyecto lo puso en marcha Maxime Dahan, un científico increíble, extremadamente creativo y con una capacidad de liderazgo sin parangón, que desgraciadamente falleció en 2018», concluye Coppey, que dedica el proyecto a su memoria.

Palabras clave

MAGNEURON, nanopartículas magnéticas, axón, EP, trastornos neurodegenerativos, enfermedad de Parkinson, tratamientos celulares

Información del proyecto

Identificador del acuerdo de subvención: 686841

Estado

Proyecto cerrado

  • Fecha de inicio

    1 Enero 2016

  • Fecha de finalización

    31 Diciembre 2019

Financiado con arreglo a:

H2020-EU.1.2.1.

  • Presupuesto general:

    € 3 473 026

  • Aportación de la UE

    € 3 473 026

Coordinado por:

INSTITUT CURIE