En un avance significativo para el tratamiento de lesiones medulares, investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) han logrado desarrollar hidrogeles innovadores que permiten el cultivo celular bajo campos magnéticos alternos de alta frecuencia.
Este proceso abre nuevas vías en la búsqueda de terapias más precisas y efectivas para reparar los daños en la médula espinal.
Incorporan nanotransportadores capaces de llevar nanomedicinas directamente a la zona dañada.
El estudio, publicado en la prestigiosa revista Acta Biomaterialia y financiado por el programa Pathfinder de la Unión Europea, se enfoca en la creación de una matriz terapéutica tridimensional biocompatible y biomimética con la médula espinal.
Concepción Serrano, investigadora del ICMM-CSIC y autora principal del trabajo, destaca la importancia crucial de lograr esta matriz como base para su proyecto de investigación.
“No podemos pretender que crezcan neuronas sin un soporte físico y químico que guíe su crecimiento. Esto implica que el biomaterial que desarrollemos sea mecánicamente compatible con la médula espinal, algo a lo que se ha prestado muy poca atención hasta la fecha”, explicó Serrano.
Para abordar este desafío, los investigadores han explorado el uso del colágeno, una proteína abundante en los mamíferos que favorece el crecimiento de vasos sanguíneos y ofrece biocompatibilidad, biodegradabilidad y soporte mecánico adecuado. Además, actuará como reservorio de moléculas portadoras de mensajes reparadores.
El resultado obtenido es una espuma coloidal extremadamente suave y compatible con la médula espinal. Su elasticidad se aproxima a la de la médula espinal, lo que minimiza el riesgo de generar fuerzas de fricción indeseadas y cicatrices.
Serrano explicó que han observado que ya están en un rango que la médula espinal tolera sin generar fuerzas de fricción generadoras de cicatrices indeseadas.
Pero el aspecto innovador de esta investigación va más allá. Los hidrogeles desarrollados responden al campo magnético e incorporan nanotransportadores que podrán llevar terapias específicas (nanomedicinas) directamente a la zona dañada.
“Hemos usado nanopartículas de óxido de hierro que, además, hemos recubierto con polímeros naturales como el ácido hialurónico y el quitosano, un derivado de la quitina con propiedades bactericidas y neuroprotectoras, para que sean aún más biocompatibles en la interacción con las células”, reveló
Los ensayos preliminares con estos hidrogeles implantados en modelos animales de rata han arrojado resultados prometedores. Serrano destaca que las neuronas crecen sin problema y crean redes altamente interconectadas en contacto con estas matrices magnéticas.
Este avance representa un paso crucial en el desarrollo de terapias más efectivas y targetizadas para lesiones medulares. Al incorporar nanopartículas magnéticas, los hidrogeles podrían ser activados de forma remota, permitiendo la liberación controlada de fármacos o moléculas bioactivas directamente en el sitio de la lesión. Esto podría minimizar los efectos secundarios sistémicos y maximizar la eficacia del tratamiento.
La biocompatibilidad y biomimética de estos hidrogeles con la médula espinal es un factor clave.
Al imitar las propiedades mecánicas del tejido dañado, se reduce el riesgo de rechazo o formación de cicatrices, lo que facilita la integración del material y promueve un ambiente favorable para la regeneración neuronal.
Los investigadores también destacan la importancia de los polímeros naturales utilizados, como el ácido hialurónico y el quitosano. Estos compuestos no solo mejoran la biocompatibilidad, sino que también aportan propiedades antibacterianas y neuroprotectoras adicionales, lo que podría ser beneficioso en el proceso de recuperación.
Si bien los resultados preliminares son prometedores, los investigadores enfatizan que aún queda un camino por recorrer. Serán necesarios estudios adicionales para evaluar el desempeño de estos hidrogeles en modelos más complejos y, eventualmente, en ensayos clínicos en humanos.
