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Científicos Identifican neuronas que restauran la posibilidad de caminar después de parálisis

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En un programa de investigación plurianual coordinado por los dos directores de . NeuroRestore: Grégoire Courtine, profesora de neurociencia en EPFL, y Jocelyne Bloch, neurocirujana del Hospital Universitario de Lausana (CHUV), pacientes que habían quedado paralizados por una lesión de la médula espinal y que se sometieron a estimulación eléctrica epidural dirigida del área que controla el movimiento de las piernas pudieron recuperar parte de la función motora.

En el nuevo estudio de los científicos de NeuroRestore, que aparecen hoy en Nature, no solo se demostró la eficacia de esta terapia en nueve pacientes, sino que se demostró que la función motora mejorada perdura en pacientes después de que se completó el proceso de neuro rehabilitación y cuando se apagó la estimulación eléctrica. Esto sugirió que las fibras nerviosas utilizadas para caminar se habían reorganizado. Los científicos creen que era crucial entender exactamente cómo se produce esta reorganización neuronal para desarrollar tratamientos más efectivos y mejorar la vida de tantos pacientes como sea posible.

Las neuronas Vsx2 se reorganizan para restaurar la marcha

Para llegar a esta comprensión, el equipo de investigación primero estudió los mecanismos subyacentes en ratones. Esto reveló una propiedad sorprendente en una familia de neuronas que expresan el gen Vsx2: si bien estas neuronas no son necesarias para caminar en ratones sanos, fueron esenciales para la recuperación de la función motora después de una lesión de la médula espinal.

Este descubrimiento fue la culminación de varias fases de investigación fundamental. Por primera vez, los científicos pudieron visualizar la actividad de la médula espinal de un paciente mientras caminaba. Esto llevó a un hallazgo inesperado: durante el proceso de estimulación de la médula espinal, la actividad neuronal en realidad disminuyó durante la marcha. Los científicos plantearon la hipótesis de que esto se debía a que la actividad neuronal se dirigía selectivamente hacia la recuperación de la función motora.

Para probar su hipótesis, el equipo de investigación desarrolló tecnología molecular avanzada. «Establecimos la primera cartografía molecular 3D de la médula espinal», dice Courtine. «Nuestro modelo nos permitió observar el proceso de recuperación con granularidad mejorada, a nivel de neurona». Gracias a su modelo altamente preciso, los científicos descubrieron que la estimulación de la médula espinal activa las neuronas Vsx2 y que estas neuronas se vuelven cada vez más importantes a medida que se desarrolla el proceso de reorganización.

Un implante espinal versátil

Stéphanie Lacour, profesora de EPFL, ayudó al equipo de investigación a validar sus hallazgos con los implantes epidurales desarrollados en su laboratorio. Lacour adaptó los implantes agregando diodos emisores de luz que permitieron al sistema no solo estimular la médula espinal, sino también desactivar las neuronas Vsx2 solas a través de un proceso optogenético. Cuando el sistema se usó en ratones con una lesión de la médula espinal, los ratones dejaron de caminar inmediatamente como resultado de las neuronas desactivadas, pero no hubo ningún efecto en ratones sanos. Esto implica que las neuronas Vsx2 son necesarias y suficientes para que las terapias de estimulación de la médula espinal sean efectivas y conduzcan a la reorganización neuronal.

«Es esencial que los neurocientíficos puedan comprender el papel específico que desempeña cada subpoblación neuronal en una actividad compleja como caminar», dice Bloch. «Nuestro nuevo estudio, en el que nueve pacientes de ensayos clínicos pudieron recuperar cierto grado de función motora gracias a nuestros implantes, nos brinda información valiosa sobre el proceso de reorganización de las neuronas de la médula espinal».

Jordan Squair, que se centra en terapias regenerativas dentro de Neurorestore, agrega: «Esto allana el camino hacia tratamientos más específicos para pacientes paralizados. Ahora podemos tratar de manipular estas neuronas para regenerar la médula espinal».


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