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Unas nanopartículas brillantes arrojan luz sobre el tratamiento de las lesiones cerebrales

Una técnica innovadora utiliza la luz para rastrear nanopartículas inyectadas mientras transportan fármacos al encéfalo. Esto podría dar lugar a tratamientos dirigidos más eficaces de los traumatismos craneoencefálicos.

Salud

El traumatismo craneoencefálico es una de las causas más comunes de muerte, sobre todo entre niños y adultos jóvenes. Estas lesiones pueden producirse por un golpe en la cabeza o por movimientos bruscos que sacuden el encéfalo dentro del cráneo. Uno de los motivos por los que son tan comunes es que pueden ocurrir en numerosas situaciones, desde una simple caída hasta un accidente de coche. «El encéfalo está encapsulado en una especie de caja», explica el coordinador del proyecto NEUROTARGET, Nikolaus Plesnila, catedrático de Investigación Experimental de Accidentes Cerebrovasculares en la Universidad Ludwig-Maximilians de Múnich (Alemania). «Esto significa que hay poco espacio para que se expanda y, cuando esto ocurre después de un traumatismo, existe el riesgo de que los vasos sanguíneos se compriman y se detenga el flujo sanguíneo al encéfalo, lo que puede acarrear la muerte». Para los neurocientíficos, comprender lo que ocurre en este espacio encapsulado sin abrirlo sigue siendo un desafío fundamental. La evolución de las lesiones cerebrales también es difícil de predecir: mientras que algunos pacientes no sufren daños duraderos, otros pueden presentar bradilalia e inestabilidad emocional en etapas posteriores de la vida.

Una idea brillante

Un ámbito con interés clínico en el tratamiento del traumatismo craneoencefálico es el uso de nanopartículas para administrar fármacos directamente al encéfalo. Una de sus principales ventajas es que estas partículas diminutas son capaces de atravesar la barrera hematoencefálica, una membrana de células que regula con firmeza qué moléculas llegan al encéfalo. «Sin embargo, no se sabe mucho sobre su funcionamiento», afirma Igor Khalin, de la Universidad Ludwig-Maximilians de Múnich y beneficiario de una beca de investigación de las Acciones Marie Skłodowska-Curie. «Conocemos el fármaco que inyectamos y podemos ver si tiene efectos sobre las neuronas. Pero, ¿qué ocurre en realidad entre medias? ¿Cómo funciona la barrera hematoencefálica?». Para responder a estas preguntas, en el proyecto NEUROTARGET se crearon nuevas técnicas para ayudar a los neurocientíficos a ver lo que ocurre en el encéfalo. Khalin combinó los conocimientos especializados del laboratorio de neurología de Plesnila con las últimas investigaciones en biofotónica. «Mi idea era combinar estos dos ámbitos de investigación —explica Khalin—. Quería tomar nanopartículas huecas y llenarlas de material brillante y biofotónico».

Atravesar la barrera

Después de inyectar las nanopartículas en el tejido, el equipo pudo seguirlas mientras traspasaban la barrera hematoencefálica. Plesnila señala: «La técnica de Igor funciona como una linterna en el bosque por la noche; desde lejos, la fuente de luz parece enorme, pero cuando te acercas te das cuenta de que la linterna en realidad es pequeña. Es solo el halo de luz que se ve». Aunque las nanopartículas son demasiado pequeñas para verlas con un microscopio convencional, los neurocientíficos pueden seguir la luz que emiten mediante la microscopia de fluorescencia de dos fotones. «Por primera vez, hemos demostrado que es posible seguir estas nanopartículas diminutas», declara Plesnila. Esta capacidad de seguir las nanopartículas desde que se inyectan hasta el encéfalo ofrece unas oportunidades enormes. Por ejemplo, los neurocientíficos pueden utilizar esta técnica para evaluar cuándo y dónde es más eficaz el medio de inyección, y para comprender mejor el comportamiento de la barrera hematoencefálica. Plesnila añade: «Los próximos pasos incluyen trasladar estos resultados al entorno clínico. Queremos cargar estas partículas con fármacos, para entender cómo podemos dirigirnos con mayor precisión a las lesiones cerebrales. Es de esperar que esto favorezca el desarrollo de tratamientos mejores». Plesnila y su equipo también investigan la utilización de nanopartículas biocompatibles y biodegradables, que se disolverían en el cuerpo de forma natural después de haber administrado los fármacos.

Palabras clave

NEUROTARGET, nanopartículas, encéfalo, cráneo, traumatismo, biofotónica, neurona, neurológico

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