Mejoran la recuperación en modelos animales con lesión medular gracias a una nueva estrategia que combina espumas de grafeno con ejercicio

El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), organismo adscrito al Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, ha logrado un nuevo avance en la búsqueda de la cura de las lesiones medulares. Un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC), junto con el Hospital Nacional de Parapléjicos de Toledo, ha logrado una mayor recuperación en modelos animales con lesión medular gracias a la combinación de ejercicio físico junto con el uso de espumas de grafeno implantadas en la zona lesionada de la médula espinal. El trabajo, publicado en la revista Biomaterials y liderado por la investigadora del ICMM-CSIC Conchi Serrano, propone una nueva estrategia sinérgica que combina el entrenamiento motor (la única herramienta actual que permite que los pacientes con para o tetraplejia recuperen algo de funcionalidad) con el uso de espumas tridimensionales de óxido de grafeno reducido.

Estas espumas se insertan en la zona donde la médula está lesionada y permiten el crecimiento neuronal entre las dos partes seccionadas de la misma. De hecho, justo hace un año el mismo equipo de trabajo logró reconectar la médula espinal totalmente seccionada de una rata gracias a estos materiales desarrollados en el laboratorio.

En esta ocasión, el equipo ha querido ir un paso más allá y ha estudiado el efecto de estas espumas (llamadas ‘scaffolds’) en ratas con hemisección en la zona cervical (la zona más comúnmente afectada en humanos, siendo la lesión de la médula incompleta y afectando  mayoritariamente sólo a una de las extremidades anteriores del mamífero). De este modo, han insertado estas espumas en la zona medular seccionada y, aprovechando el crecimiento neuronal que se produce, lo han combinado con el entrenamiento motor, cuyos beneficios ya son ampliamente conocidos en la clínica de la lesión medular y la medicina del deporte.

Los resultados son claros: todas las características anatómicas exploradas mejoran con el tratamiento combinado. “Todo lo que tiene que ver con marcadores de inflamación en la zona de lesión está mejor”, afirma Serrano, que añade que esta bajada de la inflamación es progresiva, lo que también es positivo.

Además, el equipo de trabajo ha conseguido que haya más vasos sanguíneos: “esto significa que más sangre llega a la zona de lesión, lo que a su vez facilita la regeneración del tejido”, describe la investigadora. En relación a las propiedades mecánicas de los músculos (su dureza o flexibilidad), éstas también mejoran. “Esta terapia mitiga la pérdida de fibras oxidativas”, continúa la científica, que añade que, al analizar la estructura del músculo “vemos que esas fibras tienen un tamaño del sarcómero (unidad anatómica y funcional más pequeña en el músculo) mayor, y tienen más mitocondrias, lo que indica que serán más eficaces para producir energía y funcionar”.

“A nivel más global y sistémico hemos visto que la ganancia de peso se recupera antes con esta terapia sinérgica y, analizando órganos concretos como el corazón, vemos que éste también aumenta de peso, siendo en general todas las alteraciones de peso de los órganos principales resueltas más rápidamente”, detalla Serrano. La investigadora también avanza que el siguiente paso será estudiar el comportamiento del animal: “tenemos que ver si funcionalmente las ratas están mejor, si esos datos que hemos obtenido a nivel de órganos y tejidos se traducen en una mejora del comportamiento que sea funcional”, indica.

Serrano se muestra convencida del potencial de este tipo de terapia de rehabilitación regenerativa, un nuevo campo de investigación que une lo mejor de la rehabilitación propiamente dicha (el ejercicio) con los resultados que dan las terapias de ingeniería regenerativa como las que se desarrollan con las espumas de grafeno. “Por aquí es el camino”, señala. Eso sí, insiste en matizar que la investigación aún se está realizando con mamíferos pequeños, y que los ensayos con humanos aún no tienen ni siquiera una fecha lejana. “Estamos trabajando intensamente, pero hay que ir paso a paso”.

Este trabajo forma parte del proyecto Piezo4Spine, financiado por la Unión Europea a través del programa Pathfinder de Horizonte Europa y que busca curar las lesiones medulares gracias a la nanotecnología. Con este objetivo se están desarrollando también nanomedicinas, que en la siguiente fase de estos trabajos serán incorporadas al scaffold para promover aún más estos hallazgos regenerativos tan prometedores. 

ICMM-CSIC Comunicación

comunicacion@csic.es