La inyección de un hidrogel en ratones paralizados ha conseguido reparar el daño causado en la médula espinal de forma tan espectacular que a las cuatro semanas volvieron a andar. Los investigadores responsables de este hallazgo ya están hablando con la agencia reguladora norteamericana para ensayarlo en seres humanos.
El uso de biomateriales como un andamio en que las células del cuerpo humano puedan crecer y profilerar, reparando tejidos dañados, es una idea que lleva estudiándose desde hace años. El avance esencial ha sido comprobar que la movilidad de las moléculas dentro del andamio de nanofibras afecta a la capacidad de reparación de los axones de las neuronas, los brazos de estas células que comunican el cerebro con el resto del cuerpo y que forman la médula espinal.
"Los axones son capaces de regenerarse usando las señales presentes en este hidrogel", explica desde Barcelona Zaida Álvarez, primera autora del estudio que acaba de publicar la revista Science, que desarrolló durante su estancia en la universidad Northwestern de Chicago y que ha regresado a la Ciudad Condal gracias a una beca Ramón y Cajal.
"Hemos mutado la secuencia química de los hidrogeles para tener distintos grados de movilidad dentro de las fibras: pueden presentar las señales de forma más rápida o más lenta", apunta la biotecnóloga.
El descubrimiento esencial fue que, cuando las señales bioquímicas se presentaban de forma más rápida, "tienen más capacidad para activar los receptores de las células" y por tanto comenzar a regenerar el tejido dañado.
"Esto es un punto de inflexión a la hora de diseñar materiales que tienen la capacidad de interactuar con la célula de esta manera. Con un material muy movible, el animal acaba regenerando el tejido mucho más rápido".
Materiales biodegradables
Álvarez, que formaba parte del equipo de Samuel I. Stupp, director fundador del Instituto Simpson Querrey de Bionanotecnología en la Universidad de Northwestern, explica que probaron este material en 138 ratones a los que les habían provocado una lesión en la médula el día anterior que les dejaba paralizada las patas traseras.
Esperaban tener resultados en 12 semanas. Sin embargo, solo pasaron cuatro cuando los roedores empezaron a mover sus extremidades inferiores y recuperaron la capacidad de andar. "Vimos una amplia regeneración en poco tiempo".
Gracias a este andamio bioactivo, que emula la matriz de la médula espinal, los axones comenzaron a regenerarse, pero no solo eso: también se regeraban la mielina que los rodea (que facilita la transmisión del impulso nervioso) y los vasos sanguíneos que las proveen de nutrientes, así como evitaban la generación de tejido fibroso en la cicatriz, que supone una barrera física a la regeneración.
Así se regenera la médula espinal.
Pasados tres meses, los biomateriales se degradaron, de forma que no dejaban ningún resto tóxico en el cuerpo de los ratones. "Es básicamente agua y aminoácidos", señala, lo que supone otra ventaja frente a estrategias como la implantación de células madre, que pueden ser rechazadas por el sistema inmune. De hecho, esta estrategia es, además, más barata, apunta la investigadora.
Stupp, líder del equipo de la Northwestern, ha anunciado que contactarán con la Administración de Alimentos y Medicamentos, la agencia reguladora de las tecnologías sanitarias en Estados Unidos, para ensayar ya esta técnica en humanos.
"La idea es probar primero con personas que han tenido el daño [en la médula] hace relativamente poco tiempo, semanas o meses", indica Álvarez, que confiesa que buscará contactar con el Instituto Guttmann de Barcelona, especializado en neurorrehabilitación, para ensayarla también en España.
Luz al final del túnel
Unos resultados como los conseguidos por Álvarez y su equipo eran largamente esperados por personas que han sufrido parálisis como consecuencia de un accidente. "Parece que muestra la luz al final del túnel en un problema médico que ha supuesto tanto gasto para la seguridad social, además de un impacto social devastador para el que lo sufre", considera Jesús Lafuente, vicepresidente de la Sociedad Española de Neurocirugía.
"Todo estudio debe tomarse con cautela, pero espero con ansia los resultados en humanos". La clave está en que el andamio de nanofibras ha sido capaz de controlar el movimiento de más de 100.000 células. "El control de este movimiento molecular permite una conexión más efectiva con los receptores".
La cuestión es que la médula espinal humana "no lleva el mismo número de fibras", por lo que, si bien el indicio es muy potente (el equipo investigador ha hecho pruebas in vitro con buenos resultados), todavía quedan muchos pasos para que sea una realidad.
Lafuente afirma que esta terapia se probará primero en pacientes con lesiones medulares agudas e incompletas, "donde parte de la función todavía prevalece, y donde las células ambos lados de la lesión disponen de vascularización y nutrientes suficientes como para recibir esta terapia de manera más efectiva".
En pacientes con lesiones más antiguas, donde el tejido cicatricial es mayor, "la terapia no podrá ser tan efectiva, aunque estudios posteriores deberán confirmarlo", indica el especialista, que recuerda que hay otras vías de investigación, como la creación de exoesqueletos, que seguirán siendo prioritarios para pacientes con lesiones medulares antiguas.
La técnica subyacente a este avance, nanofibras con moléculas 'danzarinas' que bailan a gran velocidad y 'excitan' a las neuronas para regenerarse, podría aplicarse no solo a personas que hayan sufrido accidentes y traumatismos, sino en otras enfermedades degenerativas como la esclerosis lateral amiotrófica, el párkinson o el alzhéimer, incluso para recuperar el tejido cerebral tras un ictus, creen los investigadores.
"Los andamios se llevan utilizando como estrategia de medicina regenerativa durante muchos años, pero con este tipo de péptidos era la primera vez que jugábamos con el dinamismo de las moléculas dentro de la fibra. Esto se puede usar en otras dianas, incluso en la regeneración de músculo o hueso", explica la investigadora, que a partir de ahora seguirá trabajando en este tipo de fibras, pero desde Barcelona.
"Quiero seguir con este tipo de andamios. Mi exjefe en la Northwestern ha conseguido plaza en el Instituto de Bioingieniería de Cataluña, donde yo estoy, como profesor distinguido Severo Ochoa, donde podré seguir colaborando con él. Este tipo de materiales es bastante prometedor", confiesa esperanzada.