Los científicos regeneran neuronas que restablecen la marcha en ratones después de una parálisis por lesión de la médula espinal

En un estudio de 2018 publicado en Nature, el equipo identificó un enfoque de tratamiento que hace que los axones, las pequeñas fibras que unen las células nerviosas y les permiten comunicarse, vuelvan a crecer después de una lesión de la médula espinal en roedores. Pero incluso cuando ese enfoque condujo con éxito a la regeneración de los axones en lesiones graves de la médula espinal, lograr la recuperación funcional siguió siendo un desafío importante.

Para el nuevo estudio, publicado esta semana en Science, el equipo tuvo como objetivo determinar si dirigir la regeneración de axones de subpoblaciones neuronales específicas a sus regiones diana naturales podría conducir a una restauración funcional significativa después de una lesión de la médula espinal en ratones. Primero utilizaron análisis genéticos avanzados para identificar grupos de células nerviosas que permiten mejorar la marcha después de una lesión parcial de la médula espinal.

Luego, los investigadores descubrieron que la mera regeneración de axones de estas células nerviosas a través de la lesión de la médula espinal sin una guía específica no tenía ningún impacto en la recuperación funcional. Sin embargo, cuando la estrategia se perfeccionó para incluir el uso de señales químicas para atraer y guiar la regeneración de estos axones a su región objetivo natural en la médula espinal lumbar, se observaron mejoras significativas en la capacidad para caminar en un modelo de ratón con lesión completa de la médula espinal.

"Nuestro estudio proporciona información crucial sobre las complejidades de la regeneración de los axones y los requisitos para la recuperación funcional después de lesiones de la médula espinal", dijo Michael Sofroniew, MD, PhD, profesor de neurobiología en la Facultad de Medicina David Geffen de UCLA y autor principal del nuevo estudiar. "Destaca la necesidad no sólo de regenerar los axones a través de las lesiones, sino también de guiarlos activamente para que alcancen sus regiones objetivo naturales para lograr una restauración neurológica significativa".

Los autores dicen que comprender que restablecer las proyecciones de subpoblaciones neuronales específicas en sus regiones objetivo naturales es muy prometedor para el desarrollo de terapias destinadas a restaurar las funciones neurológicas en animales más grandes y humanos. Sin embargo, los investigadores también reconocen la complejidad de promover la regeneración en distancias más largas en no roedores, lo que requiere estrategias con características espaciales y temporales intrincadas. Aún así, concluyen que la aplicación de los principios establecidos en su trabajo "desbloqueará el marco para lograr una reparación significativa de la médula espinal lesionada y puede acelerar la reparación después de otras formas de lesión y enfermedad del sistema nervioso central".

El equipo de investigación incluyó científicos del Instituto NeuroX, Facultad de Ciencias de la Vida, Instituto Federal Suizo de Tecnología (EPFL); el Departamento de Neurocirugía, el Hospital Universitario de Lausana (CHUV) y la Universidad de Lausana (UNIL), el Centro de Neuroterapias Intervencionistas (NeuroRestore); Centro Wyss de Bio y Neuroingeniería; Departamento de Neurociencia Clínica, Hospital Universitario de Lausana (CHUV) y Universidad de Lausana; Departamentos de Bioingeniería, Química y Bioquímica, Universidad de California, Los Ángeles; Plataforma Bertarelli de Terapia Génica, Instituto Federal Suizo de Tecnología; Brain Mind Institute, Facultad de Ciencias de la Vida, Instituto Federal Suizo de Tecnología; Centro de Neurobiología M. Kirby, Departamento de Neurología, Hospital Infantil de Boston, Facultad de Medicina de Harvard, Boston; Departamento de Neurobiología, Facultad de Medicina David Geffen, Universidad de California, Los Ángeles.

Este trabajo fue apoyado por la Fundación Defitech, Wings for Life, Riders4Riders, el Centro Wyss de Bio y Neuroingeniería, la Fundación Nacional Suiza para la Ciencia (PZ00P3_185728 para M.A.A. y PZ00P3_208988 para J.W.S.); la Fundación Morton Cure Paralysis (a M.A.A); la Fundación ALARME (a M.A.A. y G.C); la Fundación Médica Dr. Miriam y Sheldon G. Adelson (a M.V.S., Z.H. y T.J.D.); Wings for Life (MAA, MVS, M.A.S. y MM); Fundación Holcim-Stiftung (a J.W.S.); y los Institutos Canadienses de Investigación en Salud (a J.W.S.). Agradecemos a J. Ravier y M. Burri por las ilustraciones y a L. Batti e I. Gantar del Advanced Lightsheet Imaging Center (ALICe) en el Wyss Center for Bio and Neuroengineering, Ginebra. Financiamiento: Este trabajo fue financiado en parte utilizando los recursos y servicios del Gene Expression Core Facility y la Plataforma Bertarelli para la Terapia Génica de la Facultad de Ciencias de la Vida de la EPFL.