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Reacción al estudio que identifica las neuronas que restauran la locomoción tras la parálisis

Una investigación publicada en la revista Nature identifica las neuronas que permitieron volver a caminar tras la estimulación eléctrica de la médula espinal a nueve pacientes que sufrían parálisis. 

09/11/2022 - 17:00 CET
 
Reacciones

Juan de los Reyes - neuronas parapléjicos

Juan de los Reyes Aguilar

Jefe del Grupo de Neurofisiología Experimental en la Unidad de Investigación del Hospital Nacional de Parapléjicos, miembro del Servicio de Salud de Castilla-La Mancha (SESCAM) y del Instituto de Investigación Sanitaria de Castilla-La Mancha (IDISCAM)

Science Media Centre España

El estudio tiene alta calidad científica. Demuestra los efectos positivos que la terapia de electroestimulación epidural tiene en pacientes con lesión medular. También recurre al uso de modelos animales para revelar el mecanismo celular y fisiológico por el que se consigue el efecto esperado.  

En el artículo los autores aportan todos los detalles, no solo técnicos y experimentales, sino, por ejemplo, la evolución individual de cada paciente tratado, desde su estado anterior a la terapia hasta el resultado final obtenido. Esto ofrece una visión real de la efectividad de la terapia en los mejores casos y la posibilidad de que en otros (los menos) no aporte beneficios.  

En este sentido, muestran que en personas con lesión medular incompleta (que preservan algunas conexiones entre médula espinal y encéfalo) la terapia permite recuperar la marcha mediante la aplicación de estimulación epidural. En estos pacientes destaca de manera importante que la aplicación continuada de la terapia durante 5 meses consigue recuperar la acción voluntaria de andar sin necesidad de aplicar la estimulación durante la ejecución de la marcha (en 4 de 6 pacientes). Estos resultados se deben considerar todo un éxito.  

Sin embargo, las personas con lesión medular completa solo consiguieron recuperar la marcha durante la aplicación de la terapia de estimulación. La diferencia entre los pacientes que recuperan la función de manera autónoma y los que solo pueden caminar cuando reciben la estimulación epidural indica la importancia de que se preserven conexiones residuales con estructuras cerebrales y entradas sensoriales para una rehabilitación funcional óptima. También la necesidad de implementar o combinar otras terapias que optimicen los resultados en personas con lesión medular completa. 

Partiendo de los resultados obtenidos en personas que recuperan la capacidad de andar voluntariamente, sin ayuda de la estimulación epidural, los autores se preguntan qué sucede en la médula espinal para que se recupere esta función de forma tan impresionante. Para responder a esa cuestión, realizan un estudio sobre el nivel de actividad neuronal dentro de la médula espinal mediante de imagen de resonancia magnética. Como resultado, observan que en las personas que reciben la estimulación epidural la actividad neuronal en la médula espinal es más baja. Este resultado es del todo contraintuitivo, debido a que una recuperación de función debería suponer una mayor activación neuronal. A raíz de estos resultados se proponen descifrar la actividad neuronal en la médula espinal en situación de lesión medular con y sin tratamiento de estimulación epidural. 

Hay que tener en cuenta que, en humanos, los experimentos para identificar tipos neuronales no se pueden realizar. Por tanto, los autores recurren a un modelo de lesión medular similar al que sufren las personas, pero aplicado a ratones. En estos animales de experimentación se tiene acceso al tejido neuronal para su estudio detallado y para manipulación de la actividad neuronal mediante técnicas genéticas. Los autores utilizan las últimas tecnologías en biología molecular y bioinformática para caracterizar el perfil molecular y espacial de la expresión de ARN de todos los tipos celulares de que componen la médula espinal en condiciones normales y después del daño medular. A estos datos se le aplica un procedimiento informático de inteligencia artificial, desarrollado por los autores y denominado “Augur”, que permite identificar si un tipo celular responde con mayor producción de ARN ante un estímulo que altere la fisiología celular. El conjunto de ambos abordajes, biología molecular y bioinformática, permite identificar la región de láminas intermedias en la médula espinal como la localización de las neuronas de interés, siendo el tipo neuronal identificado como SCVsx2::Hoxa10. A partir de la identificación del tipo neuronal que responde a la terapia, se puede manipular la actividad de estas neuronas mediante el uso de técnicas de optogenética y farmacogenética, que permiten activar o desactivar a las células diana de manera selectiva durante la aplicación de la terapia y sin aplicación de terapia. Todo ello permite confirmar que este tipo celular es clave en el proceso de recuperación de la marcha en respuesta a la aplicación de electroestimulación epidural en modelos animales y en humanos. 

La relevancia para el futuro se centra en que, cuando se conoce el tipo celular que produce un efecto, se pueden dirigir diferentes terapias (únicas o combinadas) para manipular la actividad celular y conseguir mejores resultados. 

Los autores son cautos porque, conociendo la complejidad de tipos celulares de la médula espinal consideran que este es solo uno de los tipos que está implicado en el proceso, y podría haber otros grupos de neuronas implicados en diferentes aspectos de la recuperación. Además, reconocen que el trabajo se ha realizado en animales, y es posible que existan diferentes tipos celulares entre diferentes especies. Por ello, habrá que confirmar más adelante (en tejido postmorten en humanos) que estas células están modificadas por efecto de la terapia epidural. 

El estudio tiene limitaciones evidentes, por ejemplo, la recuperación de la función de forma independiente de la estimulación solo se da en personas con lesión incompleta (4 de 6 personas). Mientras que en personas con lesión completa (3 personas) la recuperación de la función solo se observa durante el tiempo de aplicación de la terapia. Por tanto, la eficiencia de la terapia que se aplica depende del grado de preservación de vías nerviosas que conectan médula espinal y cerebro. Todo ello manifiesta la importancia de evaluar la función medular que se preserva después de una lesión en cada persona para aplicar un tratamiento concreto o personalizado.  Además, aunque se demuestra la eficiencia de la terapia aplicada, es cierto que los pacientes se fatigan durante la ejecución de la marcha, abarcando una distancia todavía reducida. Una de las formas de mejorar los efectos y duración de la terapia sería combinar con otras herramientas o tratamientos farmacológicos, pero actualmente el acceso a la médula por diferentes vías para una terapia combinada no está desarrollado.  

Sin embargo, las perspectivas de que se consigan mejores resultados son muy buenas y posibles. Los pasos que el grupo del Dr. Courtine ha dado en este campo han sido sólidos y este trabajo es un avance importante construido sobre un gran conocimiento de base, con la perspectiva de optimizar la terapia rehabilitadora en personas con lesión medular. Se debe considerar a partir de aquí que para optimizar las terapias se puede realizar la combinación de la estimulación epidural mediante mejores implantes y protocolos de estimulación adecuados para generar unos efectos más duraderos. También abre la posibilidad de aplicar tratamientos combinados, por ejemplo, estimulación epidural junto con tratamiento farmacológico dirigido a diferentes tipos celulares. Finalmente, teniendo en cuenta que cada persona tiene una lesión medular diferente y preserva distinto grado y tipos de conexiones con el cerebro y con las entradas sensoriales, la perspectiva de desarrollar medicina personalizada para el tratamiento de la lesión medular será el siguiente paso.

No declara conflicto de interés
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Publicaciones
The neurons that restore walking after paralysis
  • Artículo de investigación
  • Revisado por pares
  • Humanos
  • Animales
Revista
Nature
Tipo de estudio:
  • Artículo de investigación
  • Revisado por pares
  • Humanos
  • Animales
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