Los investigadores desarrollan microtejido inyectable para preservar la función muscular en ratas con nervios ciáticos cortados

Los investigadores diseñaron el primer microtejido inyectable que contiene neuronas motoras y sensoriales encerradas en tejido protector, llamado interfaces neuromusculares diseñadas por tejido (TE-NMI). Las neuronas TE-NMI proporcionan una fuente de axones a los músculos de ratas que sufrieron lesiones nerviosas y «cuidan» los músculos para evitar la degeneración y la pérdida de función, mientras el nervio dañado vuelve a crecer, según investigadores de la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pennsylvania. Sus hallazgos fueron publicados en Materiales Bioactivos.

Los TE-NMI se componen de células nerviosas encapsuladas en un hidrogel protector, y todo el microambiente se inyecta muy cerca de los músculos. Este método de «barco en una botella» protege las neuronas y aumenta la probabilidad de que una mayor cantidad de axones se conecten con el músculo y mantengan las vías regenerativas.

Los investigadores cortaron el nervio ciático en ratas y les inyectaron un TE-NMI o un microtejido sin neuronas. En el grupo que recibió TE-NMI, los investigadores pudieron estimular eléctricamente el muñón del nervio que estaba siendo «acompañado» por el TE-NMI y registrar una respuesta muscular hasta cinco meses después de implantar el tejido. No se detectó respuesta muscular en el grupo de control.

«Hay cientos de miles de pacientes que se someten a cirugía para reparar lesiones nerviosas todos los años, e incluso si un cirujano realiza un procedimiento perfecto, no puede hacer que los axones vuelvan a crecer más rápido que una pulgada por mes. Para lesiones nerviosas en la parte superior del brazo o la parte superior de la pierna, la regeneración podría llevar años; sin embargo, la vía que conduce al músculo y el músculo en sí se degenerarán irreparablemente después de seis a 12 meses sin conexiones de los axones, lo que resultará en una pérdida permanente de la función motora y sensorial», dijo el autor principal D. Kacy Cullen, Ph.D., profesora asociada de Neurocirugía. «Al aumentar la ventana de tiempo para que los axones de un paciente se vuelvan a conectar al músculo, esta investigación tiene el potencial de mejorar el grado de recuperación de los pacientes sin causar más daño».

Por ejemplo, los pacientes que sufren una lesión del plexo braquial (una avulsión de la raíz nerviosa en la que los nervios se separan de la médula espinal) pueden recuperar la función del codo, pero es probable que nunca recuperen la función de la mano. En estos casos, un neurocirujano normalmente dividiría un nervio sano cerca de la mano y lo redirigiría para estimular los músculos de la mano para restaurar la función parcial mientras el nervio vuelve a crecer. Los TE-NMI potencialmente harían un trabajo más completo, sin tener que dañar el nervio sano de un paciente, sugieren los investigadores.

«Al trabajar en estrecha colaboración con los médicos del Penn’s Nerve Center, identificamos un paradigma quirúrgico potencial que sería más útil para ellos y sus pacientes», dijo el primer autor Justin Burrell, Ph.D., investigador postdoctoral en el Departamento de Neurocirugía y el Instituto de Medicina y Terapéutica Traslacional. «Además, a medida que continuamos probando y reafirmando nuestros hallazgos, continuaremos nuestra asociación con el Nerve Center para garantizar que nuestra investigación les brinde la tecnología que necesitan para brindar la mejor atención posible a los pacientes».