El Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) ha logrado desarrollar hidrogeles que permiten el cultivo celular bajo campos magnéticos alternos de alta frecuencia, un avance en la búsqueda de nuevas terapias para curar las lesiones de la médula espinal.
El trabajo, publicado en la revista ‘Acta Biomaterialia’ y financiado por el programa ‘Pathfinder de la Unión Europea’, permitirá incorporar nanopartículas que transporten nanomedicamentos hasta la zona dañada para desarrollar terapias más precisas.
“El reto es desarrollar una matriz terapéutica tridimensional que sea biocompatible y biomimética con la médula espinal”, explica Concepción Serrano, investigadora del ICMM-CSIC y autora principal del trabajo.
La importancia de lograr esta matriz es la base de su proyecto de investigación, que busca curar la lesión de la médula espinal insertando en la zona dañada de la médula espinal un biomaterial que emite señales que hacen que la zona sana se expanda y colonice la agujero causado. por el daño. “Nadie lo ha conseguido hasta ahora”, afirma Serrano.
“No podemos esperar que las neuronas crezcan sin apoyo físico y químico que guíe su crecimiento. Esto implica que el biomaterial que desarrollamos es mecánicamente compatible con la médula espinal, algo a lo que hasta ahora se ha prestado muy poca atención”, anotó. el investigador.
Para ello, han explorado el colágeno, una proteína muy abundante en el organismo de los mamíferos que también favorece el crecimiento de los vasos sanguíneos. “Al ser parte del cuerpo será biocompatible, biodegradable y tendrá un buen soporte mecánico, además de un reservorio de moléculas que llevan mensajes reparadores”, añade Serrano.
El resultado ha sido una espuma muy suave y, por tanto, compatible. “La médula espinal tiene una elasticidad de unos 600 pascales y nuestra espuma sólo ha sido cuatro veces más rígida. Para ponerlo en contexto, la mayoría 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 sentido”, indicó. De hecho, han observado que ya se encuentran en un rango que la médula espinal tolera “sin generar fuerzas de fricción que generen cicatrices no deseadas”.
El aspecto innovador de esta investigación va más allá, ya que explora este material para el tratamiento de la lesión medular, lo hace responder al campo magnético y, además, incorpora nanoportadores que podrán llevar terapias (nanomedicamentos) allí donde sean necesarias. .
“Hemos utilizado nanopartículas de óxido de hierro que también hemos recubierto con polímeros naturales para hacerlas aún más biocompatibles a la hora de interactuar con las células”, explica Serrano. Los polímeros elegidos fueron el ácido hialurónico y el quitosano, un derivado de la quitina que también tiene propiedades bactericidas y neuroprotectoras, y cuya producción es “muy sencilla y barata”. De hecho, el estudio ya ha podido concluir que este último polímero parece más favorable para el cultivo de células neuronales.
Estos hidrogeles ya han sido implantados en un modelo animal de rata, por lo que los próximos pasos de esta investigación pasan por analizar si cumplen su cometido dentro del organismo implantado y, al mismo tiempo, funcionalizar las nanopartículas para que actúen como portadoras de nanomedicamentos.
“Hemos conseguido hacer estas matrices magnéticas, caracterizarlas bien y ver qué pasa si las ponemos en contacto con cultivos de neuronas, que será lo que encontrarán al implantarlas”, resume Serrano, quien destaca que ya han Se ha podido comprobar cómo “las neuronas crecen sin problema y crean redes muy interconectadas”, concluyó.
