Un equipo do Instituto de Ciencia de Materiais de Madrid (ICMM-CSIC) logrou reconectar, nun modelo de rata, unha medula espiñal totalmente seccionada a nivel torácico grazas a unha escuma en tres dimensións creada con óxido de grafeno reducido. O traballo, que acaba de publicarse na revista Bioactive Materials, demostra o potencial deste material para o tratamento das lesións medulares, e abre novos camiños de investigación cara á cura de pacientes parapléxicos en diferentes estados da enfermidade.
Cando se produce unha lesión na medula espiñal, normalmente esta non rompe por completo, senón que as lesións adoitan afectar só a unha parte concreta, nun ou varios niveis da extensión da medula. Aínda así, este traballo quixo demostrar que este material pode potenciar a reconexión do tecido neural mesmo cando a lesión é completa. Así o explica Conchi Serrano, investigadora do ICMM-CSIC e unha das autoras principais do traballo: “O noso equipo demostrara xa que estas escumas xeran un ambiente prorreparativo na medula espiñal de rata, pero queriamos facelo tamén ampliando o tamaño de lesión e cambiando o nivel espiñal, e conseguimos replicar os resultados”.
Escuma con óxido de grafeno reducido
O que conseguiu este grupo, en estreita colaboración con investigadores do Hospital Nacional de Parapléxicos de Toledo, como Juan Aguilar e Elisa López, foi preparar unha escuma (chamada’scaffold) con óxido de grafeno reducido: “Fáiselle un tratamento térmico, a 220ºC, para eliminar o exceso de grupos de osíxeno e aumentar as ligazóns químicas entre láminas, co que conseguimos unha maior estabilidade mecánica“, explica Serrano, que leva traballando neste material para aplicacións de rexeneración neural máis dunha década.
Desta maneira, cando se coloca o scaffold na medula espiñal –neste caso nun modelo de rata coa medula espiñal completamente seccionada a nivel torácico–, “vemos que aparecen gran cantidade de vasos sanguíneos, que son fundamentais para nutrir o novo tecido, e neuritas –os filamentos que unen unhas neuronas con outras–”. A investigadora explica que con isto obsérvase “como as neuronas que sobreviviron na zona ao redor da lesión proxectan as súas prolongacións a través do scaffold e invádeno en toda a súa extensión 3D”. Todo isto, ademais, mellora co tempo: os resultados son incipientes tras 10 días de implante, pero son moito máis prometedores aos 4 meses.
Favorecen o crecemento de vasos sanguíneos e neuritas
“Os nosos scaffolds de óxido de grafeno reducido favorecen o crecemento de vasos sanguíneos máis abundantes e máis grandes, e neuritas máis abundantes, máis longas e, ademais, distribuídas de maneira máis homoxénea no espazo da lesión”, destaca Serrano.
Ademais, levaron a cabo rexistros electrofisiológicos cos que observaron a resposta do cerebro cando se estimula a medula por baixo da zona danada, e os resultados son máis que reveladores: “Rexistramos resposta no cerebro, polo que confirmamos non só que hai tecido neural atravesando o scaffold, senón que volve a reconectarse co cerebro“. En concreto, a resposta apréciase na formación reticular, unha zona de gran relevancia funcional para a función motora.
Este traballo forma parte do proxecto Piezo4Spine, financiado pola Unión Europea a través do programa Pathfinder de Horizonte Europa, que busca curar as lesións medulares grazas á nanotecnoloxía. Con este obxectivo están a desenvolverse tamén nanomedicinas, que na seguinte fase destes traballos serán incorporadas ao scaffold para promover aínda máis estes achados rexenerativos.
Referencia: Graphene oxide scaffolds promote functional improvements mediated by scaffold-invading axons in thoracic transected rats publicado en Bioactive Materials.