Un hidrogel cargado con medicamentos para regenerar simultáneamente el tejido nervioso y el suministro de sangre se muestra prometedor para promover la recuperación del daño de la médula espinal.

Crédito de la foto: Joyce McCown en Unsplash

La reparación de la médula espinal y la restauración de las habilidades motoras después de una lesión puede ser posible algún día con una nueva plataforma de hidrogel desarrollada por investigadores en China.

Cuando la médula espinal está completamente cortada, las conexiones neuronales y el suministro de sangre se cortan, lo que resulta en parálisis. Para mejorar los resultados de la reparación de la médula espinal, los investigadores implantaron un hidrogel fotosensible en un modelo de rata de lesión de la médula espinal. El andamio de hidrogel liberó de forma continua y lenta taxol y factor derivado del estroma de unión al colágeno (SDF) -1alpha, dos compuestos que trabajan sinérgicamente para reparar la médula espinal.

El taxol, cargado en liposomas para mejorar la administración, guía y estimula el recrecimiento de los nervios. Para mantener el flujo sanguíneo a la columna alterada, los investigadores utilizaron la citocina SDF-1alpha para promover la formación y reparación de la fina red de vasos sanguíneos. Sin el suministro de oxígeno, factores de crecimiento y nutrientes contenidos en la sangre, la muerte de los tejidos es inevitable y los esfuerzos para restaurar la función neural se vuelven algo en vano. Hasta la fecha, pocos estudios se han centrado en reparar las redes microvasculares en el tejido espinal dañado.

«Existe una interacción entre los nervios y los vasos sanguíneos que trabajan juntos para mantener la estabilidad de las funciones neuronales relacionadas con la médula espinal», dijo el profesor asociado Xing Li del Hospital Xiangya de la Universidad Central South, quien codirigió el estudio con el profesor Jianwu Dai de el Instituto de Genética y Biología del Desarrollo.

El hidrogel cargado con taxol y SDF-1 alfa redujo la cicatrización y promovió el crecimiento de neuronas espinales largas y la formación de vasos sanguíneos en toda la lesión durante hasta seis semanas después de la implantación. Li y sus compañeros de trabajo informan sus resultados en Materiales sanitarios avanzados.

Con la liberación retardada de taxol y SDF-1 alfa del hidrogel implantado, las ratas recuperaron cierta función motora de las patas traseras después de seis semanas.

10 días después de la lesión completa de la médula espinal, la regeneración de los nervios (verde) y los vasos sanguíneos (rojo) en el sitio de la lesión de ratas que habían recibido un implante de andamio cargado con dos señales. DAPI (azul) muestra núcleos celulares.

El andamio de hidrogel a base de gelatina solo redujo la formación de tejido cicatricial, que puede dificultar la curación al bloquear las conexiones neuronales y el flujo sanguíneo entre los dos lados de una columna cortada. El hidrogel transformado de forma líquida por luz visible proporciona un marco para la regeneración de tejido con tamaños de poro adecuados para la migración de células progenitoras y endoteliales reclutadas, así como para el crecimiento celular.

Li dijo que si bien otros investigadores han utilizado otros sistemas de andamios para promover la curación de la médula espinal lesionada, el principal beneficio de su enfoque es la combinación eficaz entre los dos fármacos y el hidrogel que permite sus efectos terapéuticos que se refuerzan mutuamente.

Estos resultados son alentadores, pero los autores sugieren que todavía falta un tiempo para restaurar una función motora significativa a través de esta forma de reparación de la médula espinal. Se necesita más trabajo para refinar este tratamiento a fin de reconectar de manera efectiva los circuitos neuronales y restaurar las habilidades motoras normales.

«Uno de los mayores desafíos en la reparación de las lesiones de la médula espinal es lograr la regeneración ideal del circuito nervioso, es decir, dirigir las fibras nerviosas regeneradas sobre el sitio de la lesión para inervar adecuadamente sus destinos originales», dijo Li.

Referencia: Dingyang Liu et al., Dual-Cues Laden Scaffold facilita la regeneración neurovascular y la restauración de la función motora después de una lesión completa de la médula espinal, Advanced Healthcare Materials (2021). DOI: 10.1002 / adhm.202100089

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