MADRID, 24 Ago. (EUROPA PRESS) -
Investigadores del Centro de Biociencias Regenerativas de la Universidad de Georgia, en Estados Unidos, han logrado reproducir los efectos de la lesión cerebral traumática y estimular por primera vez la recuperación en células neuronales cultivadas a partir de células madre en una placa de Petri en laboratorio, según han publicado en 'Nature Scientific Reports'.
A diferencia de otras células en el cuerpo, la mayoría de las neuronas del sistema nervioso central no se pueden reparar ni renovarse. Utilizando un agente llamado glutamato, que se libera en grandes cantidades en el cerebro después de una lesión traumática, el equipo de investigación registró una interrupción similar a la conmoción cerebral de la actividad neuronal en un plato de Petri que contiene docenas de electrodos diminutos. A través de estas grabaciones, posteriormente evaluaron la actividad e influyeron en la recuperación mediante estimulación eléctrica.
"Una vez que las neuronas alcanzan un cierto nivel de densidad en el plato, comienzas a ver lo que llamamos actividad sincrónica de una manera muy oportuna --detalla el autor principal Lohitash Karumbaiah, profesor asistente en el Departamento de Ciencias Agrícolas y Ambientales de la Universidad de Georgia--. Saber que podíamos recrear la actividad sincronizada y cerebral en un plato nos dio el impulso para preguntarno: '¿Qué pasa si alteramos este ritmo y cómo podemos recuperarnos de algo así?'".
En 2015, la Administración de Alimentos y Fármacos de Estados Unidos (FDA por sus siglas en inglés), aprobó el primer dispositivo de estimulación cerebral profunda, un casquillo de estimulación eléctrica que los pacientes usan continuamente, para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson.
Karumbaiah y su equipo esperan que la estimulación eléctrica sea un abordaje clínicamente traducible para la recuperación de una lesión cerebral traumática o TBI. El siguiente paso, ha añadido, es conectarse con colaboradores externos para adaptar enfoques de estimulación eléctrica con biomateriales que puedan explotar la neuroplasticidad.
Tales tratamientos podrían ser muy beneficiosos, por ejemplo, para los veteranos de guerra, muchos de los cuales sufren de lesiones cerebrales debido a las ondas de choque producidas por las explosiones, sin un punto focal físico de lesión. "Perforar el cerebro al azar para acceder al tejido en tales casos no tiene sentido --explica Karumbaiah--pero un dispositivo portátil que puede administrar niveles bastante controlados de estimulación eléctrica relevante puede ayudar a estos pacientes".
Maysam Ghovanloo, profesor de ingeniería eléctrica e informática en el Instituto de Tecnología de Georgia y coautor del estudio, ha liderado el desarrollo del 'Tongue Drive System', que permite a las personas con lesiones de la médula espinal controlar su silla de ruedas o dispositivos digitales moviendo la lengua. También ha desarrollado tecnologías para interfaces neurales y dispositivos médicos implantables. Ghovanloo pondrá su experiencia en instrumentación médica para trabajar en el desarrollo de dispositivos para los estudios preclínicos del equipo.
"Hemos desarrollado un enfoque único para observar y guiar los patrones de estimulación en el cerebro en múltiples niveles, desde neuronas individuales hasta el tejido neuronal y, finalmente, todo el cerebro --detalla Ghovanloo--. Todo teniendo en cuenta el comportamiento animal para aplicar de manera oportunista la estimulación cuando son más efectivos".
Según Karumbaiah y Ghovanloo, los dispositivos de estimulación eléctrica, ya sean diseñados para la implantación o el uso portátil, deben ser pequeños y de bajo consumo. Creen que su enfoque será clínicamente práctico porque el diseño inteligente y la aplicación de regímenes estimulantes pueden reducir significativamente el consumo de energía.
"Debido a que hemos estado grabando estas neuronas durante mucho tiempo, sabemos cuál es la magnitud de los pulsos o actividades de estas neuronas --relata Charles-Francois Latchoumane, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Karumbaiah--. Ahora podemos imitar esas rutinas programándolas externamente y alimentándolas nuevamente al cerebro".
