Una receta para regenerar fibras nerviosas tras lesiones completas de la médula espinal

(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

 

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Tratamiento con células madre actúa sobre las lesiones de la médula espinal en ensayos preclínicos

(23/11/15) – Cuando un golpe contundente daña la médula espinal, el sistema inmunológico del cuerpo puede ser a la vez amigo y enemigo. Al sentir la lesión, el sistema inmune envía una respuesta inflamatoria que se compone de células especializadas, llamadas macrófagos, para disponer del tejido muerto. Sin embargo, junto con los desechos y la sangre de la lesión inicial, los macrófagos también eliminan tejido sano, lo que resulta en un mayor tamaño de la lesión en el sitio de la herida y en la pérdida de función adicional de la médula espinal.

¿Y si fuera posible reducir el tamaño de la lesión en la médula espinal, y preservar así más de la función medular y del nervio?

Los científicos de la Escuela de Medicina de la Universidad Case Western Reserve (CWRU) han demostrado que una familia de células madre terapéuticas, llamadas células progenitoras adultas multipotentes (MAPC, su sigla en inglés), disminuye las consecuencias del daño que provoca la segunda respuesta del sistema inmune en la función medular y preserva funciones que de otro modo se perderían. Sus conclusiones, que resultaron en mejoras significativas en la función motora y urinaria en animales de laboratorio, aparecieron en la edición del 19 de noviembre de Scientific Reports, una revista científica en línea, de los editores de la revista Nature.

El equipo de investigación, dirigido por Jerry Silver, médico y profesor de neurociencias en la CWRU, ha demostrado que las células MAPC tienen la capacidad de modular la conducta agresiva de los macrófagos: hacen que estos sigan proporcionando la limpieza de desechos necesaria, pero mostrándose menos perjudiciales para el tejido sano.

La investigación en el laboratorio de Silver, llevada a cabo por el autor principal Marc A. DePaul, también demostró que el tiempo es un factor en la promoción de una respuesta inmune positiva con las MAPC. Estas células fueron inyectadas en animales de laboratorio un día después de la lesión y viajaron primariamente a sus bazos, un depósito para los macrófagos inmaduros, resultando en una respuesta inmune de los macrófagos beneficiosos que ahorró más tejido de la médula espinal. En consecuencia, los animales que recibieron tratamiento demostraron notablemente mejorados el control motor de la pata trasera y la función urinaria. Se tarda aproximadamente un día para que el sistema inmune reconozca y luego comience a responder a una amenaza causada por lesión o enfermedad. Cuando se administraron las MAPC demasiado pronto (inmediatamente después de la lesión) o no fueron suministradas (grupo de control), los animales de laboratorio no recibieron ningún beneficio.

“Había una notable neuroprotección con los macrófagos más amigables”, dijo Silver. “La médula espinal era más grande, más sana, con mucho menos daño a los tejidos”, agregó.

Esta reciente investigación complementa un descubrimiento del laboratorio de Silver en el 2014, cuando los investigadores se dieron cuenta de que un compuesto que desarrollaron, el peptido intracelular sigma (ISP), mejora la plasticidad nerviosa y la regeneración después de una lesión de la médula espinal. El ISP restauró una función considerable a los animales de laboratorio en los que el compuesto se ensayó.

“Nuestro sueño para el futuro es la combinación de la neuroprotección de las MAPC con la capacidad neurogenerativa del ISP”, dijo el Dr. Silver. “Ambos pueden ser administrados sistémicamente, por lo que no hay necesidad de tocar la médula espinal. Ya está lo suficientemente dañada”, concluyó.

 

Artículo original en inglés disponible en: http://medicalxpress.com/news/2015-11-stem-cell-treatment-immune-response.html

Versión en español: Ana Varco para AMANDOS

 

 

 

Células madre para tratar lesiones medulares

(13/8/15) – Investigadores del Rush University Medical Center están explorando una nueva terapia que utiliza células madre para tratar los daños de la médula espinal durante los primeros catorce a treinta días de producida la lesión. Este centro médico es el segundo en los Estados Unidos que actualmente se halla estudiando este nuevo enfoque.

La terapia utiliza una población de células derivadas de células madre embrionarias que contienen células progenitoras que apoyan a las células nerviosas y potencialmente podrían hacer que se mejorara un pobre funcionamiento de los nervios.

“Actualmente no existen terapias que reviertan de forma satisfactoria el perjuicio que se ve en más de doce mil individuos que, por año, sufren un daño en el cordón espinal, y esto solo en los Estados Unidos”, dijo el Dr. Richard G. Fessler, profesor de neurocirugía en el Rush University Medical Center y principal investigador para la fase I del ensayo clínico, que involucra AST-OPC1 (células progenitoras de oligodendrocitos). Se estima que 1,3 millones de estadounidenses viven con una lesión en la médula espinal.

“Estas lesiones pueden ser devastadoras y provocar, además, daños emocionales, pero ahora hay una esperanza. Esta es una nueva era, en la que somos capaces de probar si una dosis de células madre directamente en el sitio de la lesión puede tener un impacto en la función sensorial o motriz”, dijo Fessler. “Si pudiéramos generar incluso un modesto aumento en la función motora o sensorial, esto podría resultar en un significativo incremento en la calidad de vida”, agregó.

El ensayo clínico está diseñado para evaluar la seguridad y la actividad de una escalada de dosis de las células especiales (AST-OPC1) para las personas con una lesión completa en la región cervical de la médula espinal. Hasta el momento, un individuo ha sido inscripto en el estudio. “El procedimiento quirúrgico para inyectar AST-OPC1 funcionó muy bien y no hubo complicaciones intraoperatorias”, explicó Fessler.

El ensayo consiste en pruebas de tres dosis crecientes de AST-OPC1 en pacientes con una subaguda (en las vértebras C5-C7) lesión de la médula espinal cervical. Estos individuos han perdido, esencialmente, toda sensación y movimiento por debajo de donde se sitúa la lesión, con parálisis severa de las extremidades superiores e inferiores. AST-OPC1 se administra de catorce a treinta días después de la lesión. Los pacientes serán seguidos mediante exámenes neurológicos y métodos de imagen para evaluar la seguridad y la actividad del producto.

“En el futuro, este tratamiento podrá ser usado para el daño de los nervios periféricos u otras condiciones que afectan el cordón espinal, tales como la esclerosis múltiple o la esclerosis lateral amiotrófica”, explicó Fessler.

Para que esta terapia funcione, el cordón espinal tiene que estar en continuidad y no roto, de acuerdo con las afirmaciones de Fessler. El estudio busca pacientes hombres y mujeres de entre 18 y 65 años que recientemente sufrieran una lesión en la médula espinal cervical, en el cuello, que resultara en tetraplejia, la parálisis parcial o total de los brazos, piernas y torso. Los pacientes deben ser capaces de iniciar el cribado dentro de los veinticinco días de su lesión y de participar en un procedimiento quirúrgico electivo para inyectar AST-OPC1 de catorce a treinta días después de ella. Los participantes también deben ser capaces de dar su consentimiento y comprometerse a un estudio de seguimiento a largo plazo.

Artículo original en inglés: http://medicalxpress.com/news/2015-08-regenerating-nerve-tissue-spinal-cord.html

Versión en español: Ana Varco para AMANDOS