MADRID 9 Ago. (EUROPA PRESS) -
Un dispositivo electrónico diminuto y flexible que se envuelve alrededor de la médula espinal podría representar un nuevo enfoque para el tratamiento de lesiones de la columna, que pueden causar una profunda discapacidad y parálisis.
Un equipo de ingenieros, neurocientíficos y cirujanos de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) desarrollaron los dispositivos y los utilizaron para registrar las señales nerviosas que van y vienen entre el cerebro y la médula espinal. A diferencia de los métodos actuales, los dispositivos de Cambridge pueden registrar información de 360 grados, brindando una imagen completa de la actividad de la médula espinal. Los resultados se publicaron en mayo en la revista 'Science Advances '.
Las pruebas en modelos de animales vivos y cadáveres humanos mostraron que los dispositivos también podían estimular el movimiento de las extremidades y evitar lesiones completas de la médula espinal donde la comunicación entre el cerebro y la médula espinal se había interrumpido por completo.
La mayoría de los enfoques actuales para tratar las lesiones de la columna implican perforar la médula espinal con electrodos y colocar implantes en el cerebro, ambas cirugías de alto riesgo. Los dispositivos desarrollados por Cambridge podrían conducir a tratamientos para lesiones de la columna sin necesidad de cirugía cerebral, lo que sería mucho más seguro para los pacientes.
Si bien aún faltan al menos varios años para dichos tratamientos, los investigadores dicen que los dispositivos podrían ser útiles en el corto plazo para monitorear la actividad de la médula espinal durante la cirugía. Una mejor comprensión de la médula espinal, que es difícil de estudiar, podría conducir a mejores tratamientos para una variedad de afecciones, incluidos el dolor crónico, la inflamación y la hipertensión.
"La médula espinal es como una autopista que transporta información en forma de impulsos nerviosos hacia y desde el cerebro", afirma el profesor George Malliaras del Departamento de Ingeniería, quien codirigió la investigación. "El daño a la médula espinal provoca que el tráfico se interrumpa, lo que resulta en una discapacidad profunda, incluida la pérdida irreversible de funciones sensoriales y motoras".
La capacidad de monitorear las señales que van hacia y desde la médula espinal podría ayudar dramáticamente en el desarrollo de tratamientos para lesiones de la columna y también podría ser útil en el corto plazo para un mejor monitoreo de la médula espinal durante la cirugía.
"La mayoría de las tecnologías para monitorear o estimular la médula espinal solo interactúan con las neuronas motoras a lo largo de la parte posterior o dorsal de la médula espinal", enuncia el doctor Damiano Barone del Departamento de Neurociencias Clínicas, quien codirigió la investigación. "Estos enfoques sólo pueden alcanzar entre el 20 y el 30 por ciento de la columna, por lo que se obtiene una imagen incompleta".
Inspirándose en la microelectrónica, los investigadores desarrollaron una forma de obtener información de toda la columna vertebral, envolviendo implantes muy finos y de alta resolución alrededor de la circunferencia de la médula espinal. Esta es la primera vez que es posible realizar un registro seguro de 360 ??grados de la médula espinal; los enfoques anteriores para el monitoreo de 360 ??grados utilizan electrodos que perforan la columna, lo que puede causar lesiones en la columna.
Los dispositivos biocompatibles desarrollados por Cambridge (de apenas unas millonésimas de metro de espesor) se fabrican mediante fotolitografía avanzada y técnicas de deposición de películas delgadas, y requieren una energía mínima para funcionar.
Los dispositivos interceptan las señales que viajan por los axones, o fibras nerviosas, de la médula espinal, lo que permite registrarlas. La delgadez de los dispositivos permite registrar las señales sin causar ningún daño a los nervios, ya que no penetran en la propia médula espinal.
"Fue un proceso difícil, porque nunca antes habíamos fabricado implantes espinales de esta manera y no estaba claro si podíamos colocarlos de manera segura y exitosa alrededor de la columna", relata Malliaras. "Pero gracias a los recientes avances tanto en ingeniería como en neurocirugía, los planetas se han alineado y hemos logrado grandes avances en esta importante área".
Los dispositivos se implantaron mediante una adaptación al procedimiento quirúrgico de rutina para que pudieran deslizarse debajo de la médula espinal sin dañarla. En pruebas con modelos de ratas, los investigadores utilizaron con éxito los dispositivos para estimular el movimiento de las extremidades. Los dispositivos mostraron una latencia muy baja, es decir, su tiempo de reacción fue cercano al movimiento reflejo humano. Otras pruebas en modelos de cadáveres humanos demostraron que los dispositivos pueden colocarse con éxito en humanos.
Los investigadores dicen que su enfoque podría cambiar la forma en que se tratan las lesiones de la columna en el futuro. Los intentos actuales de tratar las lesiones de la columna vertebral implican implantes cerebrales y de columna, pero los investigadores de Cambridge dicen que los implantes cerebrales pueden no ser necesarios.
"Si alguien tiene una lesión en la columna, su cerebro está bien, pero es la conexión la que se ha interrumpido", identifica Barone. "Como cirujano, uno quiere ir donde está el problema, por lo que agregar la cirugía cerebral a la cirugía de columna solo aumenta el riesgo para el paciente. Podemos recopilar toda la información que necesitamos de la médula espinal de una manera mucho menos invasiva, por lo que sería un enfoque mucho más seguro para tratar las lesiones de la columna".
Si bien todavía faltan años para encontrar un tratamiento para las lesiones de la columna, en el corto plazo, los dispositivos podrían ser útiles para que investigadores y cirujanos aprendan más sobre esta parte vital, pero poco estudiada, de la anatomía humana de una manera no invasiva. Actualmente, los investigadores de Cambridge planean utilizar los dispositivos para controlar la actividad nerviosa en la médula espinal durante la cirugía.
"Ha sido casi imposible estudiar toda la médula espinal directamente en un ser humano, porque es muy delicada y compleja", aporta Barone. "El seguimiento durante la cirugía nos ayudará a comprender mejor la médula espinal sin dañarla, lo que a su vez nos ayudará a desarrollar mejores terapias para afecciones como el dolor crónico, la hipertensión o la inflamación. Este enfoque muestra un enorme potencial para ayudar a los pacientes".
