Desarrollan en Madrid un hidrogel que permite cultivar células neurales para reparar lesiones medulares

El aspecto innovador del estudio explora el tratamiento de la lesión medular en el organismo

El Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) ha alcanzado un hito significativo al desarrollar hidrogeles capaces de permitir el cultivo celular bajo campos magnéticos alternos de alta frecuencia, marcando un avance crucial en la búsqueda de nuevas terapias para tratar las lesiones de la médula espinal.

Este trabajo, recientemente publicado en la revista Acta Biomaterialia y respaldado por el programa Pathfinder de la Unión Europea, abre la puerta para la incorporación de nanopartículas que transportan nanomedicinas a la zona afectada, lo que podría facilitar el desarrollo de terapias más precisas y efectivas.

Concepción Serrano, investigadora del ICMM-CSIC y autora principal del estudio, destaca la importancia de desarrollar una matriz terapéutica tridimensional que sea tanto biocompatible como biomimética con respecto a la médula espinal.

Este objetivo es fundamental en su proyecto de investigación, que busca abordar las lesiones medulares al insertar un biomaterial en la región afectada de la médula, con el fin de emitir señales que estimulen la expansión de la zona sana y su colonización en el espacio causado por la lesión.

El resultado ha sido una espuma muy suave y, por lo tanto, compatible. “La médula espinal tiene una elasticidad de unos 600 pascales, y nosotros hemos conseguido que nuestra espuma sea sólo unas 4 veces más rígida”, señala Serrano.

Asimismo, sostiene que “la mayor parte de los biomateriales explorados hasta la fecha eran del orden de 50 a 200 veces más rígidos, por lo que estamos mucho más cerca del éxito en este aspecto. De hecho, hemos observado que ya estamos en un rango que la médula espinal tolera sin generar fuerzas de fricción generadoras de cicatrices indeseadas”.

Un material innovador para la regeneración neural

El aspecto innovador de esta investigación va más allá, ya que explora este material para el tratamiento de la lesión medular, hace que responda al campo magnético y que, además, incorpora nanotransportadores que podrán llevar las terapias (nanomedicinas) donde se necesiten.

“Hemos usado nanopartículas de óxido de hierro que, además, hemos recubierto con polímeros naturales para que sean aún más biocompatibles en la interacción con las células”, explica Serrano.

La experta destaca que los polímeros elegidos han sido el ácido hialurónico y el quitosano, un derivado de la quitina que, además, tiene propiedades bactericidas y neuroprotectoras, y cuya producción es “muy sencilla y barata”. El estudio concluye que este último polímero parece más favorable al cultivo de células neurales.

Estos hidrogeles ya se han implantado en un modelo animal de rata, por lo que los siguientes pasos de esta investigación pasan por analizar si cumplen su cometido dentro del organismo implantado y, a la vez, funcionalizar las nanopartículas para que ejerzan como transportadoras de nanomedicinas.

“Hemos conseguido elaborar esas matrices magnéticas, caracterizarlas bien, y ver qué pasa si las ponemos en contacto con cultivos de neuronas, que será lo que encuentren al ser implantadas”, resume Serrano. También sostiene que ya han podido comprobar cómo “las neuronas crecen sin problema y crean redes altamente interconectadas”.