(Universidad de California, Los Ángeles, 29 de agosto de 2018) – Los neurocientíficos de la UCLA, la Universidad de Harvard y el Instituto Federal Suizo de Tecnología han identificado un tratamiento triple que activa los axones (las minúsculas fibras que unen nuestras células nerviosas y les permiten comunicarse entre ellas) en roedores para volver a crecer después de una lesión completa de la médula espinal. Los axones no solo pudieron crecer a través de las cicatrices, sino que también pudieron transmitir señales a través del tejido dañado.
Si los investigadores logran producir resultados similares en estudios en humanos, el descubrimiento podrá conducir a una terapia para restablecer las conexiones de los axones en las personas que viven con lesiones de la médula espinal. Nature publica la investigación en su edición en línea del 29 de agosto.
«La idea era ofrecer una secuencia de tres tratamientos muy diferentes y comprobar si la combinación podía estimular axones desconectados para volver a crecer a través de la cicatriz en la médula espinal lesionada», dijo el autor principal Michael Sofroniew, profesor de neurobiología en la Escuela David Geffen de Medicina de la UCLA. «Estudios previos habían probado cada uno de los tres tratamientos por separado, pero nunca juntos. La combinación demostró ser la clave”, agregó.
Cuando las personas lesionan sus médulas espinales, los axones se dañan, y esto impide que el cerebro envíe señales a las neuronas debajo del sitio de la lesión. Esto conduce a la parálisis y a la pérdida de otras funciones neurológicas, como el control de la vejiga y la fuerza en las manos. El enfoque de la UCLA podría representar el primer paso para resolver este problema.
Según Sofroniew, muchas décadas de investigación han demostrado que nuestras fibras nerviosas necesitan tres cosas para crecer: primero, la programación genética para poder activar el crecimiento del axón; segundo, una ruta molecular para que las fibras agarren y crezcan; y tercero, un rastro de «migas de pan» de proteínas que atraigan a los axones a crecer hacia una dirección particular.
Las tres condiciones están activas cuando los humanos se están desarrollando en el útero. Después del nacimiento, estos procesos se apagan, pero los genes que controlan los programas de crecimiento aún duermen en nuestro cuerpo. El objetivo de Sofroniew era volver a despertar estos genes y luego poner en marcha todo el proceso de nuevo con el enfoque triple.
En primer lugar, los investigadores reactivaron las células nerviosas en la médula espinal de los ratones mediante la inyección de un tratamiento empaquetado en un virus inofensivo que se desarrolló por primera vez en el laboratorio de Zhigang He, un neurocientífico de Harvard.
Dos semanas más tarde, el equipo de la UCLA anestesió a los animales y desconectó los axones de la médula espinal inferior. Solo las patas traseras de los roedores fueron afectadas y aún podían moverse y alimentarse. Dos días después de la lesión, el equipo administró un segundo tratamiento en la lesión para crear nuevas vías en las que los axones prefieren crecer. Finalmente, los investigadores lanzaron un tercer conjunto de moléculas llamadas quimio-atrayentes. Los axones olfatean estas «migas de pan» químicas, que les dan un destino objetivo, en este caso, el tejido de la médula espinal que queda al otro lado de la cicatriz de la lesión.
Cuando Sofroniew y sus colegas examinaron el tejido de los ratones que se sometieron al tratamiento de tres partes, se pusieron jubilosos.
«No solo los axones crecieron de manera sólida a través de la cicatriz», dijo Sofroniew, «sino que muchas fibras penetraron en el tejido restante de la médula espinal al otro lado de la lesión e hicieron nuevas conexiones con las neuronas allí”.
Los animales que no se sometieron al tratamiento combinado no mostraron crecimiento del axón a través de la lesión.
Para probar la reproducibilidad del hallazgo, el equipo repitió el experimento varias veces en ratones en la UCLA y en ratas en el laboratorio de la neurocientífica suiza Gregoire Courtine. Los resultados demostraron ser igualmente sólidos.
El equipo recibió otra sorpresa cuando comprobaron si los axones recién regenerados podían conducir actividad eléctrica en animales vivos.
«Cuando estimulamos la médula espinal del animal con una corriente eléctrica baja por encima del sitio de la lesión, los axones recién recreados condujeron el 20% de la actividad eléctrica normal debajo de la lesión», señaló Sofroniew. «Por el contrario, los animales no tratados no condujeron nada”, añadió.
A pesar de los hallazgos que sugieren que las conexiones recién formadas pueden conducir señales a través de la lesión, la habilidad de los roedores de moverse no mejoró. Esto no fue inesperado, según Sofroniew.
«Esperamos que estos axones vueltos a crecer se comporten como axones recién crecidos durante el desarrollo; no ayudan inmediatamente en las funciones coordinadas», dijo Sofroniew. «Al igual que un recién nacido tiene que aprender a caminar, los axones que vuelven a crecer después de una lesión requerirán entrenamiento y práctica antes de que puedan recuperar la función”, explicó.
El equipo de investigación explorará a continuación cómo entrenar el camino recién conectado para restaurar el movimiento.
Artículo original en inglés: https://medicalxpress.com/news/2018-08-recipe-regenerating-nerve-fibers-spinal.html
Versión en español para AMANDOS: Luca Millefanti
Neurofibromatosis 2 