Investigadores han desarrollado un nuevo implante impreso en 3D que podría revolucionar el tratamiento de las lesiones de la médula espinal, una condición que históricamente se ha considerado permanente debido a la limitada capacidad de regeneración de las neuronas del sistema nervioso central.
El estudio, publicado en la revista Bioactive Materials, detalla el desarrollo de un andamio multifuncional diseñado para imitar la estructura física de la médula espinal. Este andamio libera partículas diminutas cargadas de ARN, las cuales “silencian” un gen específico llamado PTEN, que actúa como un freno biológico a la regeneración nerviosa. Al eliminar esta barrera interna y proporcionar soporte físico, el implante ha demostrado mejorar significativamente el crecimiento de las neuronas en modelos de laboratorio, abriendo una nueva vía para restaurar la función después de la parálisis.
Puntos clave:
- Andamio de doble acción: El implante proporciona una estructura tridimensional física para que las células se adhieran y una señal biológica para desencadenar la reparación.
- Silenciando el freno: El implante administra siRNA para silenciar el gen PTEN, responsable de suprimir la capacidad regenerativa de las neuronas después de una lesión.
- Diseño biomimético: La estructura impresa en 3D está diseñada para coincidir con la rigidez y la anatomía específicas de la médula espinal humana, previniendo un mayor daño tisular y fomentando la integración.
- Regeneración nerviosa: En modelos de laboratorio, las neuronas lesionadas expuestas al implante activado por ARN mostraron una capacidad “significativamente mejorada” para crecer a través del sitio de la lesión.
- Investigación centrada en el paciente: El proyecto se desarrolló con la participación de la Irish Rugby Football Union Charitable Trust, asegurando que la investigación siga siendo relevante para las necesidades de las personas que viven con lesiones de la médula espinal.
Investigadores de la RCSI University of Medicine and Health Sciences han desarrollado este novedoso implante que administra partículas diminutas promotoras del crecimiento directamente a las células nerviosas lesionadas, ayudándolas a regenerarse después de una lesión de la médula espinal.
El trabajo fue liderado por investigadores del Tissue Engineering Research Group (TERG) de la RCSI y el Research Ireland Centre for Advanced Materials and BioEngineering Research (AMBER).
Las lesiones de la médula espinal a menudo resultan en parálisis permanente debido a que las neuronas dañadas en el sistema nervioso central tienen una capacidad muy limitada para regenerarse. Si bien los implantes de biomateriales pueden proporcionar soporte físico en el sitio de la lesión, estas células también enfrentan barreras moleculares que previenen su regeneración.
Para superar esto, el equipo desarrolló un implante multifuncional que no solo respalda el tejido regenerativo, sino que también administra señales basadas en ARN que alientan a las neuronas a reactivar sus mecanismos de crecimiento.
Estas señales se dirigen a una de estas barreras, un gen llamado PTEN, que se sabe que suprime la regeneración neuronal después de una lesión. Al silenciar PTEN en el sitio de la lesión, el implante ayuda a eliminar una barrera interna para la reparación en estas células.
“Hemos creado un entorno que mejora tanto física como biológicamente la capacidad regenerativa de las neuronas lesionadas, lo cual es un requisito clave para restaurar la función después de una lesión de la médula espinal”, dijo el profesor Fergal O’Brien, Vicerrector Adjunto de Investigación e Innovación, Profesor de Bioingeniería y Medicina Regenerativa y Jefe de RCSI TERG.
“En modelos de laboratorio de lesión de la médula espinal, las neuronas expuestas al implante activado por ARN mostraron un crecimiento significativamente mejorado.”
La investigación se desarrolló con la orientación de un panel asesor apoyado por la Irish Rugby Football Union Charitable Trust (IRFU-CT), que reunió a personas que viven con lesiones de la médula espinal, clínicos, neurocientíficos e ingenieros para dar forma a las prioridades de investigación y garantizar la relevancia para las necesidades del mundo real de los pacientes.
“Si bien este estudio se centró en modelos de laboratorio, los siguientes pasos serán probar el enfoque in vivo y explorar cómo los biomateriales activados por ARN podrían ayudar a salvar el tejido dañado de la médula espinal y restaurar las conexiones perdidas”, dijo la Dra. Tara McGuire, quien realizó la investigación como estudiante de doctorado en TERG.
Financiación: El estudio fue apoyado por la IRFU-CT y Research Ireland con financiación adicional de la Anatomical Society y la Health Research Board.
Preguntas clave respondidas:
R: A diferencia del resto de tu cuerpo, el sistema nervioso central tiene “frenos internos”, como el gen PTEN, que detienen activamente el crecimiento de las neuronas una vez que alcanzas la edad adulta. Esto evolucionó para mantener estable el cableado del cerebro, pero hace que la recuperación de una lesión sea casi imposible sin intervención.
R: Piensa en ello como un botón de “silencio” molecular. El siRNA administrado por el implante le dice a la célula que deje de producir la proteína PTEN. Sin esa proteína que los frene, las neuronas “encienden” sus mecanismos de crecimiento y comienzan a extenderse para reconectarse.
R: Todavía no. La investigación ha demostrado un gran éxito en modelos de laboratorio. La siguiente fase implica pruebas in vivo para ver si el “puente de ARN” puede restaurar con éxito el movimiento y la sensibilidad en sujetos vivos.
Notas editoriales:
- Este artículo fue editado por un editor de Neuroscience News.
- Se revisó a fondo el artículo de la revista.
- Se agregó contexto adicional por nuestro personal.
Acerca de esta investigación sobre lesiones de la médula espinal y neurotecnología
Autor: Laura Anderson
Fuente: RCSI
Contacto: Laura Anderson – RCSI
Imagen: La imagen es cortesía de Neuroscience News
Investigación original: Acceso abierto.
“Development of a PTEN-siRNA activated scaffold to promote axonal regrowth following spinal cord injury” por Tara K. McGuire, Martyna Stasiewicz, Cian O’Connor, Ian Woods, Jack Maughan, Marko Dobricic, Giulio Brunetti, James E. Dixon, Adrian G. Dervan, y Fergal J. O’Brien. Bioactive Materials
DOI:10.1016/j.bioactmat.2026.01.022
Resumen
Development of a PTEN-siRNA activated scaffold to promote axonal regrowth following spinal cord injury
Este estudio muestra el desarrollo exitoso de un andamio activado por PTEN-siRNA para aplicaciones de reparación de LME.
Inicialmente, el siRNA se combinó con el novedoso vector peptídico GET (glycosaminoglycan-binding enhanced transduction) no viral (imagen del vector GET de [22]).
Las nanopartículas GET-siRNA formuladas transfectaron eficazmente las neuronas primarias, un tipo de célula que generalmente se considera difícil de transfectar.
Posteriormente, las nanopartículas de siRNA se incorporaron a un andamio de ácido hialurónico enriquecido con proteínas de matriz extracelular neurotróficas (colágeno IV y fibronectina) desarrolladas por nuestro laboratorio para aplicaciones de reparación de la médula espinal.
La funcionalización de estos andamios con nanopartículas de PTEN-siRNA mejoró significativamente su capacidad para promover el crecimiento de neuritas.
