Grégoire Courtine, un reputado neurocientífico suizo de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), lleva años investigando cómo hacer que personas con la médula espinal dañada vuelvan a andar. Sus avances los demostró con ratas, en 2012, con monos, en 2016, y con humanos en 2018 y en 2022, cuando él y su equipo lograron que tres pacientes con parálisis vuelven a caminar con implantes eléctricos en la médula espinal.

Ahora, en un estudio publicado en  Nature, Courtine y su grupo del centro NeuroRestore, de la EPFL han identificado el tipo de neurona que se activa y remodela con la estimulación de la médula espinal, lo que permite a los pacientes ponerse de pie, caminar y reconstruir sus músculos.

En los trabajos de investigación previos, realizados en colaboración con la neurocirujana Jocelyne Bloch, lograron que nueve pacientes paralizados por una lesión de la médula espinal pudieran volver a caminar —con ayuda de andadores y muletas—, tras introducirles implantes de estimulación eléctrica.

Estos voluntarios “se sometieron a una estimulación eléctrica epidural selectiva de la zona que controla el movimiento de las piernas pudieron y pudieron recuperar parte de la función motora”, especifican los autores.

En el nuevo estudio “hemos demostrado no solo la eficacia de esta terapia en los nueve pacientes, sino también que la mejora de la función motora se mantenía una vez finalizado el proceso de neurorrehabilitación y cuando se apagaba la estimulación eléctrica. Esto sugería que las fibras nerviosas utilizadas para caminar se habían reorganizado”, señala Courtine.

Los autores pensaron que resultaba crucial comprender exactamente cómo se produce esta reorganización neuronal para desarrollar tratamientos más eficaces y mejorar la vida del mayor número posible de personas.

Una propiedad sorprendente de una familia de neuronas

Para ahondar en esta comprensión, el equipo estudió primero los mecanismos subyacentes en ratones. Esto reveló una propiedad sorprendente en una familia de neuronas que expresan el gen Vsx2: mientras que estas neuronas no son necesarias para caminar en ratones sanos, eran esenciales para la recuperación de la función motora tras una lesión medular.

Este descubrimiento fue la culminación de varias fases de investigación fundamental. Por primera vez, los científicos pudieron visualizar la actividad de la médula espinal de un paciente mientras caminaba. Esto condujo a un hallazgo inesperado: durante el proceso de estimulación de la médula espinal, la actividad neuronal disminuyó durante la marcha. Los autores plantearon la hipótesis de que esto se debía a que la actividad neuronal se dirigía selectivamente a la recuperación de la función motora.

El trabajo revela una propiedad en un grupo de neuronas que expresan el gen Vsx2: no son necesarias para caminar en ratones sanos, pero sí esenciales para la recuperación de la función motora tras una lesión medular

Para probar su hipótesis, el equipo desarrolló una tecnología molecular avanzada. “Hemos establecido la primera cartografía molecular en 3D de la médula de la médula espinal”, destaca Courtine. “Nuestro modelo nos permitió observar el proceso de recuperación con mayor detalle, a nivel neuronal”, señala.

Gracias a este modelo de gran precisión, el equipo descubrió que la estimulación de la médula espinal activa las neuronas Vsx2 y que estas neuronas adquieren una importancia creciente a medida que se desarrolla el proceso de reorganización.

Un implante espinal versátil

Stéphanie Lacour, profesora de la EPFL, ayudó al equipo de Courtine y Bloch a validar sus hallazgos con los implantes epidurales desarrollados en su laboratorio. Lacour adaptó los dispositivos de estimulación eléctrica añadiendo diodos emisores de luz que permitían al sistema no solo estimular la médula espinal, sino también desactivar las neuronas Vsx2 por sí solas mediante un proceso optogenético.

Cuando se utilizó el sistema en ratones con una lesión en la médula espinal, estos dejaron de caminar inmediatamente como resultado de la desactivación de las neuronas, pero no hubo ningún efecto en los ratones sanos. Esto implica que las neuronas Vsx2 son necesarias y suficientes para que las terapias de estimulación de la médula espinal sean eficaces y conduzcan a la reorganización neuronal.

El estudio demuestra que las neuronas Vsx2 son necesarias y suficientes para que las terapias de estimulación de la médula espinal sean eficaces y conduzcan a la reorganización neuronal

“Es esencial para los neurocientíficos poder comprender el papel específico que desempeña cada subpoblación neuronal en una actividad compleja como la marcha”, subraya Bloch. “El nuevo estudio, en el que nueve pacientes de ensayos clínicos pudieron recuperar cierto grado de función motora gracias a nuestros implantes, nos da una valiosa visión del proceso de reorganización de las neuronas de la médula espinal”.

Jordan Squair, que se dedica a las terapias regenerativas dentro de Neurorestore, añade: “Esto allana el camino hacia tratamientos más específicos para los pacientes paralizados. Ahora podemos aspirar a manipular estas neuronas para regenerar la médula espinal”.

enero 30/2023 (SINC)

Referencia:

Courtine G., Bloch  J. et al. “The neurons that restore walking after paralysis”. Nature (2022).

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  de la revista Science.

Samuel I. Stupp, líder del trabajo que publicado en  Science , explica que las moléculas empleadas “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.

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 a SINC que en 2022 tienen previsto dirigirse a la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (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.

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.

enero 22/2022 (SINC)

Referencia:

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

El nuevo protocolo podría ser un paso adelante hacia terapias basadas en células madre para restaurar las sensaciones táctiles en personas con parálisis que han perdido dichas sensaciones en ciertas partes de su cuerpo.

Las interneuronas sensoriales, una clase de neuronas en la médula espinal, son responsables de transmitir información desde todo el cuerpo hasta el sistema nervioso central, lo que da pie al sentido del tacto. La falta del sentido del tacto puede acarrear graves riesgos: por ejemplo, no sentir dolor impide retirar de inmediato una parte del cuerpo insensible de una superficie muy caliente, lo que puede provocar serias quemaduras.

Según los autores, se vienen dedicando muchos esfuerzos a lograr que personas con parálisis motora vuelvan a caminar, pero se ha dedicado bastante menos atención a recuperar las sensaciones táctiles a pesar de que, para caminar, resulta necesario sentir el cuerpo en relación con el espacio. El estudio fue publicado por Stem Cell Reports 2018.
febrero 22/2018 (neurologia.com)

Desde que el gen del prión se descubrió en 1985, su función e impacto biológico en las neuronas ha sido un misterio. «Por fin, podemos atribuir una función clara a las proteínas del prión, y sabemos que, combinadas con un receptor concreto, son responsables de la integridad a largo plazo de los nervios», declara Adriano Aguzzi, del Instituto Neuropatológico de la Universidad y el Hospital Universitario de Zurich (Suiza). Este estudio aclararía una pregunta que los científicos se han estado haciendo durante los últimos 30 años.

Aguzzi ha pasado décadas investigando la función de los priones y revisando la teoría de que los animales sin el gen PrPc son resistentes a los trastornos de priones. Pero, ¿qué ocurre en el organismo si se desactivan los priones?

Hace años, Aguzzi y su equipo descubrieron que los ratones sin el gen PrPc padecen una enfermedad crónica del sistema nervioso periférico. La razón sería que las denominadas células Schwan alrededor de las fibras nerviosas sensibles dejarían de formar una capa protectora para los nervios. Debido a este déficit de mielina aislante, los nervios periféricos enferman, lo que puede resultar en desórdenes motores o parálisis.

Los científicos han dado un paso más allá en el laboratorio: en un nuevo estudio, Alexander Küffer y Asvin Lakkaraju explican por qué los nervios periféricos sufren daños en ausencia de la PrPc. Descubrieron cómo la PrPc producida por las neuronas se acopla a las células Schwann, concretamente a través de un receptor llamado Gpr126. Si la proteína del prión y el receptor funcionan juntos, aumenta la cantidad de una sustancia mensajera, la cAMP, que regula la interacción química en las células y es esencial para la integridad de la capa protectora de los nervios.

Este descubrimiento resuelve por fin una pregunta clave hecha desde hace tiempo por los neurólogos, y apuntaría a futuras aplicaciones en hospitales. «Si quieres desactivar por completo la proteína del prión PrPc para tratar trastornos como el Creutzfeld-Jacob, necesitas conocer los efectos secundarios potenciales en los nervios», explica Aguzzi. Asimismo, los resultados actuales sobre el efecto del PrPc a nivel molecular podrían ofrecer una nueva perspectiva a la neuroenfermedad periférica.
agosto 9/2016 (Diario Médico)

El éxito, aunque logrado en un número reducido de pacientes, da esperanza para un nuevo tratamiento que pueda ayudar a muchos de millones de personas. Los científicos dicen que incluso se podrían beneficiar a aquellos pacientes en los que la rehabilitación ya no brinda beneficios.

Los resultados provocan dudas sobre una suposición clave de las lesiones medulares: que el tratamiento requiere una regeneración o sustitución de las células dañadas, por ejemplo, con células madre.

«El gran mensaje aquí es que las personas con lesión de la médula espinal del tipo de estos hombres ya no tienen que pensar en vivir sentenciados a la parálisis», dijo el doctor Roderic Pettigrew, director del Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería, en una entrevista.

«Pueden lograr cierto nivel de movimiento voluntario», lo que denominó «un hito» en la investigación de las lesiones medulares. Su instituto financió parcialmente el estudio, publicado en la revista «Brain«.

Los pacientes fueron tratados con el estimulador RestoreAdvanced, fabricado por Medtronic y usado para el control del dolor.

La recuperación parcial lograda en pacientes «sin esperanza» sugiere que los terapeutas expertos en rehabilitación podrían atender a millones de personas más con parálisis.

Esto se debe a que la fisioterapia se asemeja en algunos aspectos a la estimulación eléctrica que brinda el dispositivo implantado, dijo Susan Harkema, especialista en rehabilitación neurológica en el Centro de Investigación de Lesiones Medulares de Kentucky, de la Universidad de Louisville, que dirigió el estudio.

«Una de las cosas que muestra este estudio es que hay más potencial para que los pacientes con lesiones medulares se recuperen incluso sin esta estimulación eléctrica», añadió en una entrevista.

«Hoy los pacientes no reciben rehabilitación porque no es  considerada una buena inversión. Deberíamos repensar lo que ofrece, porque la rehabilitación puede hacer que se recuperen muchos más», señaló la autora.

Incluso en pacientes con lesiones medulares severas y aún después de que los expertos los hayan declarado imposibilitados para recuperarse, «creemos que todavía hay una posibilidad de recuperación», dijo Harkema.
abril 10/2014 (Reuters)

Tomado del Boletín de Prensa Latina: Copyright 2012 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

El síndrome de Guillain-Barré suele estar predecido por un virus o una infección bacteriana,  y aunque los pacientes necesitan mucho tiempo para recuperarse, en torno al 80 % consigue recuperarse por completo con un tratamiento adecuado.

Daniel Salmon, del National Vaccine Program Office (Estados Unidos), y sus colegas analizaron los casos afectados por el síndrome Guillain-Barré entre un total de 23 millones de personas que recibieron la vacuna contra el H1N1.

Los investigadores detectaron 77 casos de este síndrome que aparecieron a los 91 días de la administración de la vacuna contra el H1N1. Calcularon que la cifra de la incidencia de este síndrome era 2,35 veces mayor a los 42 días de haber recibido la vacuna.

Según Salmon, «a nivel individual no podemos predecir con certeza quién contraerá esta gripe, quién padecerá complicaciones serias o morirá por esta enfermedad o quién experimentará una reacción grave por la administración de esta vacuna. El programa de vigilancia de la seguridad del H1N1no identificó otras reacciones adversas graves relacionadas con la vacuna.
marzo 13/2013 (Diario Médico)

Daniel A Salmon, Michael Proschan, Richard Forshee, Paul Gargiullo, William Bleser, Dale R Burwen.Association between Guillain-Barré syndrome and influenza A (H1N1) 2009 monovalent inactivated vaccines in the USA: a meta-analysis.The Lancet.Mar 13, 2013

«Más de 10 millones de personas que hoy pueden caminar no podrían hacerlo sin la vacuna, ya que hubiesen quedado paralizadas por el virus de la polio», recordó la Organización Mundial de la Salud (OMS) con motivo del Día Mundial para la Erradicación de la Polio (24 Oct).

Desde la puesta en marcha hace dos décadas de la estrategia contra la polio, el número de personas afectadas por la enfermedad ha pasado de 350 000 a 650 en 2011, pero la OMS subrayó que aún son necesarios esfuerzos para la total erradicación.

«Una vez la polio quede erradicada, el mundo podrá celebrar la llegada de un bien que beneficiará a toda la población por igual. Su erradicación en los próximos cinco años supondría un ahorro de entre 40 000 millones y 50 000 millones de dólares, especialmente en los países en vías de desarrollo», aseguró la OMS en su pagina web.

La organización indicó que la erradicación depende de la voluntad política de los Gobiernos y advirtió de que un fallo en la aplicación de las últimas etapas de la estrategia contra la polio supondría la vuelta de la transmisión generalizada del virus.

«La transmisión del virus es todavía endémica en Nigeria, Pakistán y Afganistán. Un fallo en la erradicación de la enfermedad en estos últimos lugares de contagio podría resultar en hasta 200 000 casos anuales en todo el mundo en un plazo de diez años», subrayó.

La OMS hizo hincapié en que la financiación y la aplicación universal del programa «puede alcanzarse de forma rápida y realista para conseguir la erradicación total».

Mientras tanto, en las zonas en las que se llevan a cabo campañas de vacunación se pueden prestar otros servicios médicos, como la administración de vitamina A, que refuerza el sistema inmunitario frente a las infecciones y que, según la OMS, ha permitido evitar la muerte de en torno a un millón y medio de niños.

Actualmente solo hay tres países (Afganistán, Nigeria y Pakistán) en los que la polio continúa siendo una enfermedad endémica, frente a las 125 naciones en las que estaba presente en 1988.

La poliomielitis es una enfermedad infecciosa causada por un virus que invade el sistema nervioso y puede llegar a causar una parálisis total en cuestión de horas.

Uno de cada 200 casos conducen a una parálisis irreversible, y entre el cinco y el diez por ciento de los niños que la sufren mueren cuando se inmovilizan los músculos que les permiten respirar.
octubre 24/2012  (EFE).-

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»