Un nuevo estudio científico sobre paraplejia ha esclarecido el papel de la nanotecnología con electrodos de oro en el crecimiento de las redes neurales.
Cuando la nanotecnología se pone de parte de las redes neurales y la paraplejia
Científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), perteneciente al departamento de nanociencia del Instituto Madrileño de Estudios Avanzados (IMDEA) o y al Hospital Nacional de Parapléjicos, los cuales a su vez forman parte del consorcio europeo ByAxon, han estado trabajando en un nuevo proyecto de nanotecnología, buscando diseñar biomateriales que mimeticen mejor el ambiente biológico del sistema nervioso que además permitan un contacto más íntimo con las neuronas.
Publicado recientemente en la revista ‘Biomaterials’, los resultados obtenidos por este equipo disciplinar vienen a arrojar más luz de conocimiento acerca de los efectos que se generan cuando los circuitos neurales contactan con los electrodos de oro y dispositivos similares. Un contacto que, dicho de paso, se produce a través de una ordenada red de hilos tan minúsculos que apenas tienen un diámetro de la décima parte de 1 micra y que son, sí, los llamados nanohilos, de tamaño mil veces inferior incluso a la de un milímetro.
Así, gracias al uso de diversas técnicas de microscopía, métodos de electrónica y de fluorescencia confocal, los científicos han sido capaces de descubrir que los electrodos de oro, propio de la nanotecnología con electrodos, propician el crecimiento de redes de células neurales en su superficie, a la par que aumentan su actividad espontánea, la llamada “basal” por no necesitar de estímulo externo, y reafirma su capacidad para formar circuitos sincronizados que funcionan en conexión y bien coordinados.
Se trata de un fenómeno sobre el que muchas hipótesis barajan la posibilidad de está respaldado por el incremento de las llamadas células de glía de los cultivos, un tipo de células similares a los astrocitos, los cuales se encuentran en el tejido neural y dan apoyo a las neuronas.
«Estos resultados son muy alentadores y nos animan a continuar en esta línea de trabajo», sostuvo Concepción Serrano, doctora líder del equipo del CSIC, «intentando diseñar un dispositivo más complejo que sea capaz de sensar y estimular en la médula espinal lesionada».
Y es que Cuando dichos dispositivos se implantan en ratas que presentan una lesión medular a nivel cervical, se gana la ventaja de que no se produce efectos inflamatorios ni tóxicos adicionales, más allá de los generados por la propia lesión, se entiende.
La aventura continúa, irrefrenable, de la mano de la nanotecnología con electrodos
Este proyecto con nanotecnología no ha visto su punto final, ni por asomo. Los científicos involucrados en la investigación, miembros del consorcio ByAxon, siguen colaborando regularmente entre sí, a la caza siempre de descubrir otros posibles avances que den progreso a este interesante campo de estudio.
El Hospital Nacional de Parapléjicos, perteneciente al Servicio de Salud de Castilla-La Mancha, se ha adelantado, entre tanto, poniendo en marcha diferentes estudios in vivo en ratas con lesión medular a nivel cervical, implantando en estos modelos electrodos de nanohilos de oro, para evaluar al cabo de diez días la respuesta del tejido neural ante la presencia de dicho material, así como la reacción de los principales órganos.
Por otra parte, la colaboración de este equipo disciplinar con el grupo de investigación de científicos externos del proyecto europeo, Juan Aguilar y Juliana M. Rosa, ha cimentado la opción de profundizar en el estudio de la funcionalidad de las redes neurales a través de la nanotecnología, especialmente aquellas que se forman sobre los dispositivos de electroestimulación en cultivos de neuronas de rata in vitro.
¿Cómo lo han hecho? Recurriendo al uso de técnicas de microscopía; esto les ha permitido hacerse una imagen visual del modo en que se activan y conectan las neuronas sobre estos electrodos, analizando para ello los diferentes movimientos del calcio en estas células.
La opinión de los colaboradores
Elisa López, investigadora principal del grupo LINER en el hospital, y líder del equipo SESCAM en el estudio ByAxon, no vaciló en afirmar que «este proyecto ha sido una aventura científica apasionante en la que hemos compartido conocimiento y perspectivas diferentes en un ambiente multidisciplinar, intentando aportar soluciones futuras a los pacientes con lesión medular, que son nuestra inspiración y motivación diaria».
Por su parte, la líder del equipo del CSIC y del paquete de trabajo 3 en el proyecto ByAxon, la facultativa Conchi Serrano, también expresó su opinión sobre este proyecto de nanotecnología , y confesó que «lo más fascinante de este trabajo ha sido la posibilidad de combinar expertos en áreas tan diversas para entender mejor los fenómenos biológicos que suceden sobre dispositivos que podrían servir, en un futuro, para estimular eléctricamente la médula espinal lesionada».
«Los avances en la ciencia actual requieren abordajes diversos y de gran complejidad que normalmente sólo se consiguen mediante colaboraciones de diferentes grupos con experiencia en diversas técnicas avanzadas y disciplinas científicas», indicaron asimismo Juli M. Rosa y Juan Aguilar, investigadores principales del grupo de Neurofisiología Experimental y Circuitos Neuronales del Hospital Nacional de Parapléjicos.
«En este trabajo, se ha materializado una colaboración entre grupos del HNP, del CSIC y del IMDEA», abundaron, «nanociencia que ha permitido responder ciertas cuestiones científicas de manera más precisa. Es fundamental potenciar este tipo de colaboraciones», apostillaron.
Entre tanto, el consorcio del proyecto europeo ByAxon prepara otras dos publicaciones adicionales; ambas cuentan con la participación de la Doctora Elisa López, y se estima que salgan a conocimiento público antes de finales de este mismo 2021.
