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Biofunctionalised Electroconducting Microfibres for the Treatment of Spinal Cord Injury

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La bioelectrónica da esperanza para las lesiones medulares

Restaurar las lesiones neurológicas sigue siendo un desafío clínico sin resolver. Sin embargo, unas nuevas matrices bioeléctricas han demostrado ser prometedoras a la hora de restaurar la función y han abierto nuevas posibilidades en la reconstrucción de tejidos.

Salud

Las matrices bioeléctricas son implantes diseñados para ayudar a la restauración tisular. Tienen un inmenso potencial para la reparación de sistemas nerviosos dañados, en parte porque los estímulos químicos y eléctricos que proporcionan podrían facilitar la regeneración celular y dirigir la actividad neuronal, ayudando así a la recuperación. Esto podría transformar las vidas de personas que han sufrido lesiones encefálicas o medulares y han visto su calidad de vida seriamente limitada. «Con todo, el reto está en que los implantes encefálicos o medulares pueden causar lesiones neurológicas añadidas que produzcan inflamación y comprometan la funcionalidad», afirma Jorge Collazos-Castro, coordinador del proyecto Neurofibres e investigador principal del Laboratorio de reparación neural y biomateriales del Hospital Nacional de Parapléjicos (España). «Además, la estructura del sistema nervioso humano y las alteraciones anatomopatológicas de las lesiones neurológicas son extremadamente complejas. Es frecuente que se considere que estos problemas no tienen solución».

Reparación de las lesiones medulares

Collazos-Castro ha dedicado su carrera médica a profundizar en el campo de la reparación neurológica. «Desde que terminé el doctorado, tuve claro que los fármacos y los trasplantes celulares por sí solos son insuficientes para restaurar la funcionalidad neurológica», explica el investigador. «Reconocí la necesidad de seguir interviniendo en el punto de la lesión con un implante que organice el tejido y facilite el crecimiento de las neuronas. Las microfibras electroconductoras, por ejemplo, podrían ser capaces de guiar a las neuronas a la vez que proporcionan estimulación eléctrica y química». El proyecto Neurofibres se basó en el trabajo previo de Collazos-Castro en este campo. En 2016, el investigador demostró cómo las microfibras implantadas pueden guiar la migración celular con lesiones adicionales mínimas. No obstante, la respuesta regenerativa fue limitada y la estimulación eléctrica aún no era posible. Este proyecto trabajó para superar estos problemas. «Nuestro primer objetivo era garantizar la seguridad del implante», destaca Collazos-Castro. «Luego, buscamos formas de aumentar la regeneración neurológica a través del punto de la lesión». Se desarrolló una matriz electroconductora implantable hecha de microfibras de proteínas modificadas. Otro de los objetivos era desarrollar «affibodies» —moléculas pequeñas con una afinidad elevada con una proteína diana— para aumentar la funcionalidad.

Recostrucción artificial de tejidos

Las microfibras de carbono mejoradas, los «affibodies», las matrices interconectadas y los electrodos se probaron de manera exhaustiva en modelos animales. «Demostramos que estas matrices interconectadas eléctricamente son adecuadas para su implante en los puntos de lesión y son biológicamente seguras», añade Collazos-Castro. Aunque se registraron algunas respuestas celulares beneficiosas, el investigador señala que todavía no se ha logrado una recuperación funcional en lesiones medulares. Se están estudiando estrategias adicionales, que incluyen la combinación de implantes electroactivos. «Confiamos en que este enfoque combinado tenga éxito en la restauración neurológica funcional», comenta Collazos-Castro. «Nuestros resultados permitirán la integración de dispositivos electrónicos existentes para ayudar a la recuperación funcional tras una lesión medular y, también, para fomentar enfoques similares y diseñar la reconstrucción de tejidos en otras partes del cuerpo». El equipo del proyecto está trabajando en definir las cuestiones que deberán optimizarse para avanzar hacia la aplicación clínica. «Esperamos comenzar a probar la seguridad del dispositivo en humanos en los próximos cinco años, reconfigurarlo después para su uso en humanos y cumplir con las normativas relevantes sobre implantes biomédicos electroactivos», concluye Collazos-Castro. «Será una labor cara pero sumamente gratificante. Estamos buscando inversores y colaboradores de la industria para convertir en realidad la aplicación clínica de esta tecnología».

Palabras clave

Neurofibres, microfibras, matrices, implantes, neurológico, encéfalo, medular, bioeléctrico

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