Neuronas reguladas por luz para volver funcionales músculos paralizados

El diagrama muestra cómo funciona el sistema 

(Imagen  Barney Bryson)

Se ha conseguido desarrollar un nuevo modo de controlar artificialmente músculos utilizando luz. El método tiene el potencial de restaurar el funcionamiento de músculos que están paralizados por problemas como una enfermedad en las neuronas motoras o una lesión en la médula espinal.

La técnica, que es obra de científicos del University College de Londres y del King’s College de la misma ciudad británica, se basa en neuronas motoras especialmente diseñadas, creadas a partir de células madre. Estas neuronas, que se trasplantan a ramificaciones de nervios dañadas, están diseñadas para reaccionar ante pulsos de luz azul, permitiendo a los científicos afinar el control muscular mediante ajustes de la intensidad, la duración y la frecuencia de dichos pulsos.

El equipo de Linda Greensmith e Ivo Lieberam, del University College de Londres, ha demostrado el método en ratones en los cuales estaban dañados los nervios que gobiernan los músculos de las patas traseras. Estos investigadores consiguieron que las neuronas motoras trasplantadas y derivadas de células madre crecieran a lo largo de los nervios dañados, conectándose con éxito a los músculos paralizados, los cuales pudieron a partir de entonces ser controlados por pulsos de luz azul. Así, los músculos de las patas previamente paralizados empezaron a funcionar.

Esta estrategia tiene importantes ventajas sobre técnicas existentes que utilizan electricidad para estimular los nervios, algo, esto último, que puede ser doloroso y a menudo resulta en una rápida fatiga muscular.

Los músculos normalmente son controlados por neuronas motoras, células nerviosas especializadas dentro del cerebro y la médula espinal. Estas neuronas reenvían señales desde el cerebro a los músculos para propiciar funciones motoras como caminar, ponerse de pie e incluso respirar. Sin embargo, las neuronas motoras pueden resultar dañadas por ciertas enfermedades neurológicas o después de traumatismos en la médula espinal, causando una pérdida permanente de función muscular que desemboca en parálisis.

Esta nueva técnica representa un medio de restaurar la función de músculos específicos después de daños o enfermedades neurológicas paralizantes.

Durante los próximos cinco años, más o menos, el equipo de Greensmith espera llevar a cabo los pasos necesarios para trasladar este novedoso método a ensayos clínicos con humanos, para desarrollar potencialmente tratamientos para pacientes con determinadas enfermedades de las neuronas motoras, muchos de los cuales acaban por perder la habilidad de respirar, ya que los músculos de su diafragma se paralizan de forma gradual. La idea es usar la nueva técnica para crear una especie de marcapasos óptico para el diafragma, a fin de mantener debidamente la respiración de estos pacientes.

En las labores de investigación y desarrollo también han trabajado Carolina Barcellos Machado, Martin Crossley, Danielle Stevenson y Juan Burrone, del King’s College, así como J. Barney Bryson y Virginie Bros-Facer, del University College de Londres. NCYT