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Nanotecnología curativa del cerebro
Aunque las víctimas de derrames cerebrales y lesiones traumáticas del cerebro y la médula espinal a veces se recuperan mediante la rehabilitación, a menudo tienen discapacidades permanentes, en parte porque el tejido cicatricial y las sustancias químicas reguladoras del cerebro ralentizan el crecimiento de los nervios, lo que impide que el tejido nervioso se repare. Ahora, un tratamiento que ha restaurado la visión perdida en animales de laboratorio parece superar estos obstáculos, permitiendo que una masa de células nerviosas vuelva a crecer después de ser cortadas.
Creemos que esta es la base de la cirugía cerebral reconstructiva, algo de lo que nadie ha oído hablar antes, dice Rutledge Ellis-Behnke, investigadora del proyecto e investigadora de ciencias cognitivas y cerebrales en el MIT.
El tratamiento, descrito en línea esta semana en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias y realizado en el MIT, la Universidad de Hong Kong y la Cuarta Universidad Médica Militar en China, puede estar disponible para los humanos en ensayos en tan solo tres años si todo va bien. en estudios con animales grandes, dicen los investigadores.
En sus experimentos, los investigadores primero cortaron una estructura del cerebro que transmite señales para la visión, lo que hace que los pequeños animales de laboratorio queden ciegos de un ojo. Luego inyectaron un líquido transparente que contenía cadenas de aminoácidos en el área dañada. Una vez en el entorno del cerebro, estas cadenas, llamadas péptidos, se unen entre sí y se ensamblan en fibras a nanoescala que cubren la brecha dejada por el daño. La malla de fibras evita que se forme tejido cicatricial y también puede estimular el crecimiento celular (los investigadores aún están investigando los mecanismos involucrados).
Como resultado, las células nerviosas restauraron las conexiones rotas, permitiendo que el 75 por ciento de los animales vean lo suficientemente bien como para detectar y voltear hacia la comida. El tratamiento restauró alrededor de 30.000 conexiones nerviosas, en comparación con las 25-30 conexiones posibles en otros tratamientos experimentales, dice Ellis-Behnke.
Debido a que el tratamiento supera los obstáculos clave para la curación del tejido nervioso en un accidente cerebrovascular y una lesión traumática del cerebro y la médula espinal, los investigadores, así como otros expertos en el campo, creen que podría resultar un tratamiento eficaz para este tipo de daño del sistema nervioso. .
Los datos presentados son casi demasiado buenos para ser ciertos, dice Wolfram Tetzlaff, profesor y director asociado de la Colaboración Internacional sobre Descubrimientos de Reparaciones ( ICORD ) en la Universidad de Columbia Británica. Tomados al pie de la letra, estos hallazgos son simplemente espectaculares y podrían convertirse en una combinación muy útil con otras estrategias de regeneración, dice. Los estudios futuros mostrarán cómo se mantendrán estos datos. Dichos estudios deben diseñarse para determinar si el tratamiento funciona con una variedad de lesiones cerebrales, no solo con los cortes con cuchillo estudiados hasta ahora, dice Tetzlaff.
El éxito del tratamiento es algo sorprendente, porque las sustancias químicas que estimulan el crecimiento nervioso y las células madre utilizadas en otras investigaciones sobre la regeneración del tejido nervioso no se utilizaron aquí. Simplemente usaron los péptidos y las células se reconectaron con el objetivo, y luego se pudo ver el comportamiento funcional en los animales, eso es sorprendente para mí, dice Tat Fong Ng, investigador del Schepens Eye Research Institute, afiliado a Harvard en Boston.
Ng se pregunta si la adición de tales sustancias químicas y células al tratamiento podría acelerar el crecimiento, quizás haciendo posible volver a conectar partes distantes del cerebro separadas por una lesión, como en un accidente cerebrovascular. Los investigadores dicen que esto podría hacerse formando un camino a través de un área dañada mediante cirugía mínimamente invasiva e inyectando las cadenas de aminoácidos, que luego se ensamblarían en las fibras. El canal permitiría que las células nerviosas crecieran y las guiaría al área correcta.
Hasta el momento, el tratamiento con nanofibras no ha causado problemas, como inflamación o agregación de fibras, en animales pequeños. En unas pocas semanas, las fibras se descomponen y abandonan el cuerpo en la orina. Como componentes básicos de las proteínas, los aminoácidos podrían incluso usarse para el crecimiento de nuevas células, dicen los investigadores. Además, debido a que las fibras están hechas de aminoácidos naturales que el cuerpo puede usar, los investigadores son optimistas de que no ocurrirá ninguna reacción contra ellos en estudios con animales grandes y humanos.
Ed Tehovnik, un neurocientífico del MIT que no participó en el trabajo, dice que es bastante prometedor y agrega que puede que solo sea el comienzo. Podría haber otros tipos de nano-agentes que [los investigadores del MIT] desarrollen que podrían promover el crecimiento aún mejor. Veo esto como el principio, no el final, lo cual es bueno.
Imagen de la página de inicio cortesía de la Academia Nacional de Ciencias. Leyenda: El recrecimiento de las células nerviosas (en verde) muestra un área dañada del cerebro que ha sido reparada.