MÉXICO.- El Instituto de Fisiología Celular de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), se encuentra probando un hidrogel, que con el tiempo podría ser empleado para tratar patologías como el mal de Parkinson o incluso, reparar daños causados por traumatismos en el sistema nervioso central o periférico.
Esta sustancia, se espera funcione como un sistema de suministro de la proteína Semaforina para promover el crecimiento axonal (es decir, de los axones, fibras nerviosas que permiten transmitir las señales entre las neuronas).
Como parte de su proyecto doctoral, el biólogo Óscar Carballo Molina experimenta, en la División de Neurociencias de la UNAM, con el hidrogel PuraMatrix para embeber la citada proteína y liberarla en el cerebro de ratas parkinsonianas, tratando de favorecer el crecimiento de los axones de neuronas dopaminérgicas trasplantadas.
Con la tutoría de Iván Velasco, Carballo Molina busca una opción terapéutica para restablecer la liberación de la dopamina, neurotransmisor mermado por la muerte de las mencionadas neuronas, que ocurre en el cerebro de los pacientes con el mal de Parkinson, la segunda enfermedad neurológica más frecuente en personas mayores de 60 años de edad y cuyo tratamiento con levodopa genera efectos secundarios.
“Desafortunadamente, la regeneración axonal no es viable de manera natural. La plasticidad cerebral se observa en etapas tempranas del desarrollo, cuando las conexiones nerviosas aún se están formando y las señales que guían y promueven el crecimiento axonal están presentes”, dijo.
En el cerebro adulto, esta plasticidad disminuye drásticamente. Sólo en ciertos casos, los nervios periféricos (es decir, los que se localizan fuera del sistema nervioso central) presentan regeneración, aunque la recuperación de funciones es variable, porque con frecuencia son incapaces de llegar a la zona que inervaban antes del daño sufrido.
Carballo Molina, egresado de la Facultad de Estudios Superiores Iztacala, usa el hidrogel PuraMatrix como andamio biodegradable y sistema de suministro o liberación de proteínas; es biocompatible con el tejido cerebral y no causa rechazo inmunológico.
“Un hidrogel es un polímero (unión de moléculas de menor tamaño denominadas monómeros) que, como indica su nombre, puede incorporar mucha agua a su estructura y, en respuesta a un estímulo como temperatura, acidez o concentración de sales, tiene la capacidad de cambiar su estado: de líquido a gelatinoso.”
Los hidrogeles funcionan muy bien como andamios biodegradables porque tienen una rigidez adecuada para el crecimiento axonal. Con otros polímeros es muy difícil conseguir un soporte mecánico favorable, pues son rígidos. A las neuronas les gusta el sustrato suave, blando, de los hidrogeles.
Son efectivos también como sistemas de liberación. Al estar en fase líquida y mezclarles moléculas y estimular su gelificación, incorporan éstas a su estructura y luego, por difusión, sus poros las liberan, proporcionando la proteína necesaria para guiar el crecimiento axonal. Carballo Molina aprovecha estas cualidades de los hidrogeles en la búsqueda de una opción para el tratamiento del mal de Parkinson.
Mediante un convenio con el Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía se han logrado diferenciar neuronas dopaminérgicas de células troncales embrionarias de humano, para ser trasplantadas a ratas con carencia de dopamina.
Gracias a la ingeniería de tejidos pueden combinarse materiales como el hidrogel PuraMatrix y la proteína Semaforina, que promueve el crecimiento axonal de las neuronas dopaminérgicas. La propuesta es trasplantar estas neuronas al cerebro e implantar la proteína en el hidrogel para que éste la libere y cumpla su función.
“Al utilizar neuronas dopaminérgicas obtenidas de ratas o de células troncales de humanos, mis colaboradores y yo hemos demostrado en pruebas in vitro que la Semaforina liberada por el hidrogel promueve el crecimiento de los axones. Este hallazgo está en proceso de publicación en una revista de circulación internacional”, indicó el investigador.
El siguiente paso es realizar experimentos en en ratas lesionadas para simular el mal de Parkinson. Con el trasplante de neuronas dopaminérgicas y el implante del hidrogel con la Semaforina, los animales podrían mejorar en relación con las deficiencias conductuales producidas por la lesión.
La versatilidad de los hidrogeles permite controlar su rigidez y conjugarlos con diversas moléculas. De este modo es posible diseñar varias estrategias que se podrían aplicar no sólo al mal de Parkinson, sino también a otras patologías en que el crecimiento axonal se vea interrumpido por algún daño derivado de una enfermedad o un accidente.
con información de la UNAM
jcrh