Avance en medicina: cordón espinal humano cultivado en laboratorio se regenera tras lesión

Un equipo de científicos de la Universidad Northwestern logró un avance significativo en la medicina regenerativa al crear un modelo de cordón espinal humano en miniatura en laboratorio. Este modelo fue utilizado para simular lesiones traumáticas y evaluar una terapia innovadora que podría ayudar a reparar daños en el sistema nervioso.

En esta investigación, los investigadores trabajaron con organoides de cordón espinal humano, que son órganos en miniatura derivados de células madre, para recrear diferentes formas de trauma en el cordón espinal y evaluar un tratamiento regenerativo prometedor. Por primera vez, se demostró que estos organoides pueden reproducir fielmente las consecuencias biológicas de una lesión medular, incluyendo muerte celular, inflamación y cicatrización glial, que es la acumulación de tejido cicatricial que impide la reparación de los nervios.

Cuando los organoides dañados fueron tratados con "moléculas danzantes" —una terapia que había mostrado resultados positivos en estudios previos con animales— los resultados fueron sorprendentes. El tejido dañado mostró un notable crecimiento de neuritas, lo que significa que las extensiones largas que permiten la comunicación entre neuronas comenzaron a crecer nuevamente, y el tejido cicatricial se redujo significativamente. Estos hallazgos apoyan la idea de que esta terapia, que recibió recientemente la Designación de Medicamento Huérfano por parte de la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA), podría mejorar la recuperación de personas con lesiones en la médula espinal.

El estudio fue publicado el 11 de febrero en la revista Nature Biomedical Engineering. El autor principal, Nozomu Takata, asistente de investigación en medicina en Feinberg y miembro del Centro de Nanomedicina Regenerativa, y el profesor Samuel I. Stupp, un líder en ciencia de materiales regenerativos, destacaron la importancia de los organoides para probar nuevas terapias en tejido humano. Stupp comentó: "Desarrollamos dos modelos de lesiones en un organoide de cordón espinal humano y probamos nuestra terapia para ver si los resultados se asemejaban a lo que previamente observamos en el modelo animal. Después de aplicar nuestra terapia, la cicatriz glial se desvaneció significativamente y vimos crecer neuritas, similar a la regeneración de axones que observamos en animales".

Los organoides son cultivados a partir de células madre pluripotentes inducidas en el laboratorio. Aunque son versiones simplificadas de órganos completos, se asemejan mucho al tejido real en estructura, diversidad celular y función. Esto los convierte en herramientas poderosas para estudiar enfermedades, probar tratamientos y explorar el desarrollo de órganos, permitiendo a los investigadores avanzar más rápido y a menor costo en comparación con experimentos en animales o ensayos clínicos humanos.

En esta investigación, los organoides de cordón espinal midieron varios milímetros de ancho y eran lo suficientemente maduros como para sostener y modelar daños traumáticos. A lo largo de varios meses, el equipo guió las células madre para formar un tejido complejo del cordón espinal que contenía neuronas y astrocitos, y fueron los primeros en incorporar microglía, células inmunitarias del sistema nervioso central, para replicar mejor la respuesta inflamatoria que sigue a una lesión en la médula espinal.

La terapia de "moléculas danzantes" se basa en el movimiento molecular controlado para reparar tejidos y potencialmente revertir la parálisis tras una lesión traumática en la médula espinal. Esta terapia se presenta como una inyección líquida que forma rápidamente una red de nanofibras que imita la matriz extracelular del cordón espinal. Al ajustar el movimiento dinámico de las moléculas dentro de esta estructura, los investigadores mejoraron la eficacia de la interacción con los receptores celulares en constante movimiento.

Para probar la terapia, los investigadores simularon dos tipos comunes de lesiones en los organoides. Algunos fueron cortados con un escalpelo para imitar una laceración similar a una herida quirúrgica, mientras que otros fueron sometidos a una lesión por contusión compresiva, comparable a un trauma por accidente automovilístico o caída. Ambos tipos de lesión llevaron a la muerte celular y a la formación de cicatrices gliales, tal como ocurre en las lesiones reales de la médula espinal.

Los resultados de esta investigación son prometedores y abren nuevas posibilidades para el tratamiento de lesiones en la médula espinal, sugiriendo que los organoides pueden ser una herramienta valiosa en la medicina regenerativa.

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