Tras implantar matrices bioeléctricas en el modelo porcino, el proyecto europeo Neurofibres abre nuevos horizontes en la restauración del tejido nervioso y acerca la fase de investigación traslacional para experimentar en humanos.
El científico Jorge Collazos ha señalado que los resultados obtenidos permitirán la integración de dispositivos electrónicos existentes para ayudar a la recuperación funcional después de una lesión de la médula espinal y también fomentarán enfoques similares para diseñar la reconstrucción de tejidos en otras partes del cuerpo.
El Hospital Nacional de Parapléjicos, centro dependiente del Servicio de Salud de Castilla-La Mancha (SESCAM), da un paso más en el desafío de restaurar las lesiones neurológicas. El proyecto europeo ‘Neurofibres’, coordinado por el centro toledano para el desarrollo de un implante basado en microfibras electroconductoras biofuncionalizadas que traten la lesión medular espinal, finaliza tras cinco años para abrir una nueva etapa destinada a la investigación traslacional.
“Durante este tiempo hemos desarrollado modelos de lesión medular, tanto cervical como torácica, en cerdos y hemos conseguido dar un importante paso que consiste en introducir los implantes bioeléctricos en las zonas de lesión sin causar más daño neural y ayudando a estimular las respuestas de reparación”, ha explicado el director del laboratorio de Reparación Neural y Biomateriales y coordinador del proyecto ‘Neurofibres’, el doctor Jorge Collazos-Castro.
El científico ha señalado que resulta especialmente importante la realización de estos experimentos en modelos porcinos que representan muy bien la patología humana añadiendo que, a pesar de la complejidad de este modelo, han conseguido mejorar las respuestas reparativas de la médula, pero todavía no han obtenido una recuperación funcional significativa.
“Creemos que podemos hacerlo optimizando los protocolos de estimulación eléctrica, para lo que necesitamos un par de años. En cualquier caso, los resultados obtenidos nos colocan en la antesala de la investigación traslacional aplicada al paciente, que será el siguiente paso”, ha apuntado Jorge Collazos.
A la búsqueda de un enfoque combinado
Los implantes bioeléctricos tienen un gran potencial para la reparación del sistema nervioso dañado, 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.
Las microfibras de carbono mejoradas, los ‘affibodies’ -moléculas pequeñas con una afinidad elevada con una proteína diana- para aumentar la funcionalidad, 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 sitios de lesión y son biológicamente seguras”, ha indicado el investigador.
Aunque se registraron algunas respuestas celulares beneficiosas, el científico ha observado que todavía no se ha logrado una recuperación funcional en lesiones medulares, por lo que 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», ha añadido Collazos-Castro.
El trabajo previo
Desde que Jorge Collazos terminó el doctorado tuvo claro que los fármacos y los trasplantes celulares por sí solos son insuficientes para restaurar la funcionalidad neurológica. “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 en este campo. En 2016, el investigador y su colaboradora, la doctora Alexandra Alves Sampaio, demostraron cómo las microfibras implantadas pueden guiar la migración celular con lesión adicional mínima tras su implante en la médula de roedores. 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”, ha destacado Collazos-Castro, quien ha añadido que “luego, buscamos formas de aumentar la regeneración neurológica a través de la zona de daño medular”.
“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”, ha apuntado.
Seis países y siete equipos de investigación
Dotado con más de cinco millones de euros por la Comisión Europea, ‘Neurofibres’ ha sido uno de los doce proyectos de gran relevancia estratégica elegidos entre más de doscientos presentados al programa europeo que promueve Tecnologías Emergentes de Futuro (FET) en el apartado Proactive, dedicado a medicamentos y terapias bioeléctricas. El proyecto contó con la participación de un consorcio de siete grupos de investigación de seis países europeos: Suecia, Reino Unido, Italia, Alemania, Francia y España.
“Trabajar con modelo porcino ha sido un punto de inflexión y ahora sabemos mejor lo que tenemos que hacer. Ahora estamos buscando más financiación europea, inversores y colaboradores de la industria para adecuar el dispositivo para uso médico y probar su seguridad en humanos y convertir en realidad la aplicación clínica de esta tecnología en los próximos años”, ha finalizado Jorge Collazos.
