Aumentar los niveles de energía dentro de nervios dañados podría ayudarlos a recuperarse

Cuando se lesiona la médula espinal, ciertas fibras nerviosas dañadas, los axones, normalmente no pueden volver a crecer, lo que lleva a una pérdida permanente de su función. Se han dedicado notables esfuerzos a buscar formas de promover la regeneración de los axones después de una lesión.

Ahora, los resultados de un estudio realizado en ratones sugieren que aumentar el suministro de energía dentro de estos nervios de la médula espinal lesionados podría ayudar a promover el crecimiento de los axones y restaurar algunas funciones motoras. Está claro que la reparación de nervios requiere una cantidad significativa de energía y ahora todo apunta a que los daños sufridos por las mitocondrias después de una lesión hacen escasear severamente el "combustible" disponible, y esta crisis energética es lo que impide el rebrote y la reparación de los axones deteriorados.

El estudio es obra del equipo de Zu-Hang Sheng, del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Derrame Cerebral (NINDS), uno de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de Estados Unidos. En la investigación también ha colaborado la Escuela de Medicina de la Universidad de Indiana en Indianápolis (Estados Unidos). Hasta donde saben sus autores, este estudio es la primera vez en que se determina que la lesión de la médula espinal produce una crisis energética que está intrínsecamente vinculada a la capacidad limitada de los axones dañados para regenerarse.

Al igual que la gasolina alimenta el motor de un automóvil, las células del cuerpo usan un compuesto químico llamado trifosfato de adenosina (ATP) como combustible. Gran parte de este ATP está producido por las mitocondrias, que son algo así como las centrales eléctricas de las células. En los nervios de la médula espinal, hay mitocondrias a lo largo de los axones. Cuando los axones se dañan, las mitocondrias cercanas a menudo también se deterioran, lo que afecta a la producción de ATP en los nervios lesionados.

Después de la lesión (ver el daño en el centro de la imagen), las fibras nerviosas (en rojo) vuelven a crecer al otro lado de la lesión (derecha) cuando aumentan los niveles de energía en el tejido. (Imagen: Sheng lab, NINDS)

El secreto está en las mitocondrias

El problema se agrava por el hecho de que, en los nervios adultos, las mitocondrias están ancladas en sus lugares dentro de los axones. Esto obliga a las mitocondrias dañadas a permanecer en un mismo sitio, lo que dificulta su sustitución, acelerando así la crisis energética local en los axones dañados.

Tiempo atrás, el laboratorio de Sheng creó ratones genéticos que carecen de la proteína llamada sintafilina, que amarra las mitocondrias en los axones. En estos ratones modificados, las mitocondrias son libres de moverse a través de los axones.

Los investigadores pensaron que mejorar el transporte ayudaría a eliminar las mitocondrias dañadas de los axones lesionados y sustituirlas por otras nuevas que fuesen capaces de superar la crisis energética.

Cuando los investigadores observaron tres modelos de lesiones en la médula espinal y el cerebro, apreciaron que los ratones sin sintafilina tenían significativamente más crecimiento de axones en el sitio de la lesión en comparación con los animales normales. Los axones recién formados también hicieron las conexiones apropiadas con el exterior del sitio de la lesión.

Cuando los investigadores analizaron si este nuevo crecimiento conducía a una recuperación funcional, vieron una mejora prometedora de las tareas motoras finas en las extremidades anteriores y los dedos de los ratones. Esto sugirió que aumentar el transporte mitocondrial y, por lo tanto, la energía disponible para el sitio de la lesión, podría ser fundamental para reparar las fibras nerviosas dañadas.

A fin de corroborar aún más la teoría de la crisis energética, a los ratones se les dio creatina, un compuesto bioenergético que mejora la formación de ATP. Tanto los ratones normales como los modificados cuya alimentación se suplementó con creatina mostraron un mayor crecimiento de axones después de la lesión en comparación con los ratones cuya alimentación no incluyó creatina. La regeneración nerviosa más robusta se observó en los ratones modificados que consumieron creatina. (Fuente: NCYT Amazings)