Un implante en 3D favorece el crecimiento de células nerviosas para tratar lesiones de médula espinal

El objetivo de dichos implantes es promover el crecimiento de los nervios en las lesiones de la médula espinal y así restablecer las conexiones y la pérdida de la función. En modelos de rata, los andamios favorecieron el recrecimiento del tejido, la supervivencia de las células madre y la expansión de los axones de las células madre neurales desde el andamiaje hasta la médula espinal del huésped.

«La regeneración a larga distancia de los axones lesionados en la lesión de la médula espina es fundamental para cualquier restauración verdadera de la función física», explica el autor principal, Mark Tuszynski (Los axones son las extensiones largas en forma de hilo en las células nerviosas que conectan con otras células).

Ahora, estos resultados, agrega el coautor Kobi Koffler, es un paso más porque el andamio 3D « ayuda a organizar los axones encargados de la regeneración para replicar la anatomía de la médula espinal lesionada previamente».

El coautor principal Shaochen Chen, profesor de Nanoingeniería y miembro de la Facultad en el Instituto de Ingeniería en Medicina de la Universidad de California en San Diego, y sus colegas utilizaron la tecnología de impresión 3D rápida para crear un andamio que imite las estructuras del sistema nervioso central.

«Los axones por sí mismos pueden difundirse y volver a crecer en cualquier dirección -explica Shaochen Chen- pero ».

LLa tecnología de impresión utilizada por el equipo de Chen produce implantes de dos milímetros de tamaño en 1,6 segundos. Las impresoras de boquillas tradicionales tardan varias horas en producir estructuras mucho más simples.

Lo importante además es que este proceso es trasladable al tamaño de la médula espinal humana. Como prueba de concepto, los investigadores imprimieron implantes de un tamaño de cuatro centímetros modelados a partir de exploraciones de resonancia magnética de lesiones reales de la médula espinal humana en diez minutos.

«Esto muestra la flexibilidad de nuestra tecnología de impresión 3D -subraya el coautor Wei Zhu-. Podemos imprimir rápidamente un implante para que coincida con el área lesionada de la médula espinal del huésped, independientemente del tamaño y la forma».

Los científicos injertaron los implantes de dos milímetros, cargados con células madre neurales, las áreas lesionadas de lesión grave de la médula espinal en ratas. Después de unos pocos meses, el nuevo tejido de la médula espinal había crecido completamente a través de la lesión y había conectado los extremos cortados de la médula espinal del huésped. Las ratas tratadas obtuvieron una mejora motora funcional significativa en sus patas traseras.

Esto supone otro paso clave hacia la realización de ensayos clínicos para reparar las lesiones de la médula espinal en personas. Según Koffler, «el andamiaje proporciona una estructura física estable que apoya el injerto y la supervivencia constantes de las células madre neurales. Parece que protege a las células madre injertadas del ambiente a menudo tóxico e inflamatorio de una lesión de la médula espinal y ayuda a guiar los axones a través del sitio de la lesión».

Además, los sistemas circulatorios de las ratas tratadas habían penetrado dentro de los implantes para formar redes funcionales de vasos sanguíneos, lo que ayudó a las células madre neurales a sobrevivir. « La vascularización es uno de los principales obstáculos en la ingeniería de implantes de tejidos que pueden durar en el cuerpo mucho tiempo », concluye Zhu.

Los investigadores están actualmente ampliando la tecnología y probando modelos animales más grandes en preparación para posibles pruebas en humanos. Los siguientes pasos también incluyen la incorporación de proteínas dentro de los andamios de la médula espinal que estimulan aún más la supervivencia de las células madre y el crecimiento de los axones.