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Una inyección de moléculas ‘danzantes’ repara lesiones graves de médula espinal en ratones

Un equipo científico de EE UU ha logrado revertir la parálisis en roedores con una única inyección de péptidos sintéticos en movimiento, que incluyen una señal biológica para activar la regeneración. Un mes después del tratamiento, los animales volvieron a caminar.

Una terapia inyectable compuesta por moléculas en movimiento rápido ha sido capaz de revertir la parálisis en ratones.  / Ilustración de Mark Seniw / Samuel I. Stupp Laboratory / Northwestern University

Investigadores de la Universidad de Northwestern (Illinois, Estados Unidos) han desarrollado una terapia inyectable que utiliza moléculas sintéticas ‘danzantes’ para revertir la parálisis y reparar el tejido tras graves lesiones medulares en ratones. Los resultados del estudio experimental se presentan en el último número de la revista Science.

Samuel I. Stupp, líder del trabajo, explica a SINC que las moléculas utilizadas “son péptidos sintéticos que incluyen una señal biológica que puede activar la reparación y regeneración de los tejidos dañados”. El equipo administró una única inyección en los tejidos que rodean la médula espinal de roedores paralizados y, cuatro semanas después, los animales pudieron volver a caminar.

Las moléculas utilizadas son péptidos sintéticos que incluyen una señal biológica para activar la reparación y regeneración de los tejidos dañados en la médula espinal

Samuel I. Stupp, líder del trabajo

La terapia desarrollada por Stupp y su equipo “consiste en [inyectar] filamentos a nanoescala que contienen cientos de miles de péptidos sintéticos unidos entre sí. Esta arquitectura imita la matriz natural que rodea a las células de la médula espinal y de otros tejidos”.

El investigador agrega: “Los filamentos se disuelven primero en agua cuando se inyectan, pero en cuanto entran en contacto con los tejidos vivos de la médula, el líquido se gelifica formando una matriz que se asemeja a la matriz natural que rodea a todas las células”.

El descubrimiento clave fue que “cuando se mueven las moléculas que forman los filamentos portadores de las señales de regeneración y reparación, estas son mucho más efectivas. Esto no se sabía antes, de ahí el avance que supone nuestra terapia”, subraya Stupp.

Movimiento constante de las moléculas

Este experto en medicina regenerativa explica que “los receptores de las neuronas y otras células se mueven constantemente. Por ello, la innovación ha consistido en controlar el movimiento colectivo de más de 100.000 moléculas dentro de las nanofibras. Haciendo que se muevan, ‘bailen’ o incluso salten temporalmente fuera de estas estructuras, conocidas como polímeros supramoleculares, para conectarse más eficazmente con los receptores”

La innovación clave ha consistido en controlar el movimiento colectivo de cientos de miles de moléculas dentro de las nanofibras. Haciendo que se muevan, ‘bailen’ o incluso salten para conectarse más eficazmente con los receptores

Los daños medulares ocasionados por accidentes de tráfico, explosiones, disparos o lesiones deportivas suelen ser irreversibles. Sin embargo, dice Stupp, “nuestra terapia envía señales a las neuronas de la médula espinal dañadas o seccionadas que les ordenan regenerarse, construir nuevos vasos sanguíneos y formar mielina, una sustancia que rodea a las neuronas para enviar señales eléctricas entre el cerebro y el resto del cuerpo en ambas direcciones y que nos permiten sentir y movernos”.

Además, destaca que este tratamiento “también reduce la formación de cicatrices que impiden la regeneración de las neuronas dañadas, al volver a hacer crecer los axones cortados —los cables eléctricos que transmiten las señales— y ayuda a salvar las neuronas motoras, que son las que nos permiten movernos”.

Una vez que la terapia cumple su función, los materiales inyectados se biodegradan en nutrientes para las células en un plazo de 12 semanas y luego desaparecen completamente del organismo sin efectos secundarios apreciables.

El tratamiento experimental envía señales a las neuronas de la médula espinal dañadas o seccionadas que les ordenan regenerarse, construir nuevos vasos sanguíneos y formar mielina

"El objetivo de nuestra investigación es encontrar una solución que evite que las personas queden paralizadas tras un traumatismo o una enfermedad”, apunta Stupp. “Este sigue siendo un gran reto porque el sistema nervioso central, que incluye el cerebro y la médula espinal, no tiene una capacidad para repararse a sí mismo después de una lesión o tras la aparición de una enfermedad degenerativa”.

Solicitud a la FDA para ensayos en humanos

El líder del trabajo comenta también a SINC que en 2022 tienen previsto dirigirse a la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE UU (FDA) para que les indique los requisitos necesarios que permitan “iniciar los ensayos en pacientes humanos”.

En el estudio figura como primera firmante la investigadora española Zaida Álvarez Pinto, que ha regresado al Instituto de Bioingeniería de Cataluña tras siete años en la Universidad de Northwestern, informa el organismo.

Según Stupp, el concepto desarrollado en su estudio podría servir también para futuras terapias de otras enfermedades. “Los tejidos del sistema nervioso central que hemos regenerado con éxito en la médula espinal lesionada [de ratones] son similares a los del cerebro afectado por accidentes cerebrovasculares y enfermedades neurodegenerativas, como el párkinson y el alzhéimer”, concluye.

Referencia:

Samuel I. Stupp et al. “Bioactive Scaffolds with Enhanced Supramolecular Motion Promote Recovery from Spinal Cord Injury”. Science, noviembre 2021.

Fuente:
SINC
Derechos: Creative Commons.
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