Investigadores suizos han identificado las neuronas que permiten la rehabilitación funcional en personas que tienen lesionada la médula espinal, y conseguido que 9 pacientes vuelvan a caminar después de estimular esas células nerviosas con técnicas optogenéticas.

Un nuevo estudio realizado por científicos del centro de investigación NeuroRestore ha identificado el tipo de neurona que se activa y remodela mediante la estimulación de la médula espinal, lo que permite a los pacientes ponerse de pie, caminar y reconstruir sus músculos, mejorando así su calidad de vida. El estudio se publica en Nature.

El nuevo estudio demuestra no solo que esta terapia ha sido efectiva en 9 pacientes, sino que al final del proceso de rehabilitación, la mejora en las habilidades motoras de los pacientes persiste incluso en ausencia de estimulación eléctrica.

Esta recuperación neurológica sugiere un nuevo crecimiento y reorganización de las fibras nerviosas involucradas en la marcha. Para los investigadores, por lo tanto, era crucial comprender con precisión esta reorganización nerviosa, a fin de mejorar aún más los tratamientos para beneficiar a la mayor cantidad de pacientes posible.

La neurona Vsx2, especializada en la reparación

Los científicos estudiaron esta recuperación en un modelo de roedor, lo que les permitió identificar una familia de neuronas sorprendentes: no son especialmente necesarias para el caminar de los individuos sanos, pero resultan esenciales para su recuperación después de una lesión de la médula espinal.

Varias etapas de investigación fundamental permitieron llegar a esta conclusión. Por primera vez, los investigadores lograron visualizar la actividad de la médula espinal humana al caminar.

Esta precisión les permitió hacer una observación sorprendente: mientras se estimula la médula espinal de los pacientes, su actividad durante la marcha disminuye a medida que avanza la recuperación.

Las neuronas que, estimuladas, permiten la rehabilitación funcional después de una lesión de la médula espinal. NeuroRestore-

Atlas molecular

Los científicos asumieron que esta actividad reflejaba la selección de ciertas neuronas dedicadas a la recuperación funcional.

Para probar esta posibilidad, implementaron tecnología molecular de última generación: “Por primera vez hemos podido establecer un atlas molecular de la médula espinal con tal precisión que nos permite observar, neurona a neurona, la evolución del proceso de curación", señala Grégoire Courtine, uno de los artífices de este descubrimiento.

Gracias a la precisión de este atlas, los investigadores demostraron que la estimulación de la médula espinal activa un tipo específico de neuronas, y que la importancia de estas neuronas aumenta con el proceso de recuperación.

Implante multifunción

Para validar este descubrimiento, Stéphanie Lacour, profesora de la EPFL, amplió los implantes de su laboratorio con una serie de diodos emisores de luz que no solo estimulan la médula espinal, sino que también inactivan exclusivamente las neuronas Vsx2 usando optogenética.

En ratones que sufrían una lesión, esta inactivación de las neuronas Vsx2 detuvo inmediatamente la marcha, mientras que en ratones sanos no tuvo efecto. Esto indica que las neuronas Vsx2 son necesarias y suficientes para que el tratamiento de electroestimulación sea eficaz y provoque la reorganización del sistema nervioso.

"Comprender las funciones específicas de cada subpoblación de neuronas durante una actividad compleja como caminar es un desafío fundamental en neurociencia", dice la neurocirujana Jocelyne Bloch, codirectora de NeuroRestore.

Reorganización neuronal

Y añade: “este nuevo trabajo, validado con 9 pacientes que pudieron recuperar algo de movilidad gracias a nuestros implantes, nos permite comprender mejor el proceso de reorganización de la médula espinal”.

Jordan Squair, que se especializa en terapias regenerativas, agrega: "Esto abre oportunidades terapéuticas aún más específicas para nosotros: nuestro objetivo es manipular estas neuronas para regenerar lesiones de la médula espinal".

NeuroRestore es un centro suizo de investigación, innovación y tratamiento, que desarrolla y aplica estrategias de bioingeniería y practica intervenciones neuroquirúrgicas para restaurar funciones neurológicas dañadas por diferentes lesiones.

Referencia

The neurons that restore walking after paralysis. Claudia Kathe et al. Nature (2022). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-022-05385-7