Logran reconectar la médula espinal totalmente seccionada de una rata gracias a espumas de grafeno

Unos científicos han conseguido reconectar, en una rata a modo de prueba de lo que quizá podría hacerse en humanos, una médula espinal totalmente seccionada a nivel torácico. El logro ha sido posible gracias a una espuma en tres dimensiones creada con óxido de grafeno reducido. Esta operación pionera demuestra el potencial de dicho material para el tratamiento de las lesiones medulares, y abre nuevos caminos de investigación hacia la cura de pacientes parapléjicos en diferentes estados de la enfermedad.

Este notable avance es obra de un equipo que incluye a expertos del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España.

Cuando se produce una lesión en la médula espinal, normalmente esta no se rompe por completo, sino que las lesiones suelen afectar solo a una parte concreta, en uno o varios niveles de la extensión de la médula. Aun así, con el nuevo trabajo se ha querido demostrar que este material puede potenciar la reconexión del tejido neural incluso cuando la lesión es completa. Así lo explica Conchi Serrano, investigadora del ICMM y una de las autoras principales del trabajo: "Nuestro equipo había demostrado ya que estas espumas generan un ambiente prorreparativo en la médula espinal de rata, pero queríamos hacerlo también ampliando el tamaño de lesión y cambiando el nivel espinal, y hemos conseguido replicar los resultados".

Lo que ha conseguido este grupo, en estrecha colaboración con investigadores del Hospital Nacional de Parapléjicos de Toledo, como Juan Aguilar, Marta Zaforas y Elisa López, ha sido preparar una espuma de óxido de grafeno reducido conformando una especie de andamio: "Se le hace un tratamiento térmico, a 220 grados centígrados, para eliminar el exceso de grupos de oxígeno y aumentar los enlaces químicos entre láminas, con lo que conseguimos una mayor estabilidad mecánica", explica Serrano, que lleva trabajando en este material para aplicaciones de regeneración neural más de una década.

De esta manera, cuando se coloca el andamio en la médula espinal (en este caso la médula espinal completamente seccionada a nivel torácico de una rata), "vemos que aparecen gran cantidad de vasos sanguíneos, que son fundamentales para nutrir el nuevo tejido, y neuritas (los filamentos que unen unas neuronas con otras)". La investigadora explica que con esto se observa cómo las neuronas que han sobrevivido en la zona alrededor de la lesión proyectan sus prolongaciones a través del andamio y lo invaden en toda su extensión 3D". Todo esto, además, mejora con el tiempo: los resultados  son incipientes tras 10 días de implante, pero  son mucho más prometedores a los 4 meses.

Estos andamios de óxido de grafeno reducido favorecen el crecimiento de vasos sanguíneos más abundantes y más grandes, y neuritas más abundantes, más largas y, además, distribuidas de manera más homogénea en el espacio de la lesión, tal como destaca Serrano.

Los tejidos ‘colonizan’ el espacio hueco de la escisión en la médula espinal gracias a la espuma de grafeno. (Imagen: ICMM / CSIC)

Además, los investigadores han llevado a cabo registros electrofisiológicos con los que han observado la respuesta del cerebro cuando se estimula la médula por debajo de la zona dañada, y los resultados son más que reveladores: "Registramos respuesta en el cerebro, por lo que confirmamos no solo que hay tejido neural atravesando el andamio, sino que vuelve a reconectarse con el cerebro". En concreto, la respuesta se aprecia en la formación reticular, una zona de gran relevancia funcional para la función motora.

Este trabajo forma parte del proyecto Piezo4Spine, financiado por la Unión Europea a través del programa Pathfinder de Horizonte Europa, 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 andamio para promover aún más esta acción regenerativa tan prometedora.

Serrano, Zaforas y sus colegas exponen los detalles técnicos de su método para reconectar la médula espinal en la revista académica Bioactive Materials, bajo el título “Graphene oxide scaffolds promote functional improvements mediated by scaffold-invading axons in thoracic transected rats”. Y se ha publicado en la revista académica Bioactive Materials. (Fuente: ICMM / CSIC)