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Nuevos materiales para la regeneración neuronal y cerebral

El reciente proyecto europeo MAGBBRIS, con participació del ICMAB-CSIC, desarrollará nano-biomateriales magnéticos que permitirán la regeneración cerebral y la obtención de imágenes tras un ictus. Por otro lado, otro proyecto liderado por el ICMAB-CSIC desarrollará nuevos materiales electroactivos para la regeneración neuronal. 

Coincidiendo con la Semana Mundial del Cerebro, que se celebra a mediados de marzo, el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona del CSIC (ICMAB-CSIC) ha presentado dos proyectos relacionados con la regeneración neuronal durante la Semana Mundial del Cerebro.

En MAGBBRIS se encapsularán factores de crecimiento en nanocápsulas hechas de biomaterial magnético, y se usarán técnicas de imagen avanzada para controlar y guiar los materiales (imagen sección de un cerebro normal obtenida con resonancia magnética. Fuente: Wikipedia)

Regeneración cerebral y obtención de imágenes tras un ictus

El proyecto europeo (EURONANOMED3) MAGBBRIS "Nuevos biomateriales magnéticos para la regeneración cerebral y la obtención de imágenes tras un ictus" tiene como objetivo conseguir la regeneración neuronal del tejido cerebral en caso de ataque isquémico mediante nuevos nanomateriales magnéticos, que pueden aplicarse a todos los pacientes que han sufrido un ictus.

Los científicos quieren demostrar que los factores de crecimiento, secretados por células progenitoras endoteliales y que ya han demostrado inducir la regeneración de tejidos, se pueden encapsular en estos biomateriales magnéticos, en forma de nanocápsulas, para transportarlos a las zonas del cerebro afectadas, e inducir así la regeneración de tejidos. En el proyecto se trabajará con modelos animales. Estos materiales se acumularían en la parte afectada del cerebro de los ratones mediante campos magnéticos aplicados desde el exterior con un imán.

La finalidad es desarrollar una terapia avanzada, no-invasiva, segura y disponible para la mayor parte de los pacientes que han sufrido un ictus. Se analizarán y controlarán la citotoxicidad y las propiedades terapéuticas de los biomateriales, tanto in vitro como in vivo; y se utilizarán técnicas de imagen avanzadas para controlar y guiar los biomateriales, y para evaluar el efecto terapéutico in vivo a través del tiempo en ratones con isquemia cerebral.

El consorcio del proyecto, financiado con casi 1 millón de euros, es muy multidisciplinar, ya que está formado por centros de ciencia de materiales, centros de investigación biomédica y clínica, y socios industriales. El proyecto está coordinado por la Dra. Anna Rosell, del Instituto de Investigación de la Vall d’Hebron (VHIR), y cuenta con los siguientes socios: la Prof. Anna Roig, del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC); Fabien Gosselet, de la Universidad de Artois (Francia); María Picchio, de Ospedale San Raffaele IRCCS (Italia); Filip Jelen, de Pure Biológicos Ltd. (Polonia); y Peter Kopcansky, del Instituto de física experimental, SAS (Eslovaquia).

Según la Organización Mundial de la Salud, 15 millones de personas sufren un ictus en todo el mundo cada año. Sin embargo, el único tratamiento disponible es la terapia trombolítica aguda (farmacológica o mecánica) que se administra a menos del 10 por ciento de los pacientes con accidente cerebrovascular debido a estrictos criterios de selección.

Estimular y reparar el sistema nervioso central

La estimulación eléctrica puede afectar a la función neuronal y favorecer su regeneración. Ambos aspectos requieren electrodos biocompatibles que eviten la formación de radicales libres, protejan el cerebro de los efectos del campo eléctrico, y tengan una gran capacidad de carga.

Un proyecto liderado por la Prof. Nieves Casañ del ICMAB-CSIC, ha permitido crear nuevos materiales electroactivos híbridos formados por óxido de iridio y grafeno, con 100 veces más capacidad de carga que los electrodos comunes de platino usados en el tratamiento del Parkinson, la epilepsia o el trastorno obsesivo-compulsivo (TOC). Además, gracias al grafeno, estos electrodos son muy estables a lo largo del tiempo, son mucho más robustos, y permiten aplicar los campos eléctricos directamente, sin dañar los tejidos del cerebro.

Resultados in vitro demuestran que la regeneración neuronal es posible, con un tiempo de estimulación de 40 minutos y un control adecuado de la carga aplicada

Resultados recientes in vitro demuestran que la regeneración neuronal es posible, con un tiempo de estimulación relativamente corto (40 minutos), y mediante un control adecuado de la carga aplicada. Actualmente, se están realizando experimentos in vivo en colaboración con la Facultad de Ciencias y Medicina de la Universidad de Valencia, y hay una patente sobre el proceso de electroestimulación solicitada. Los buenos resultados sugieren que este sistema puede tener un uso inmediato en procedimientos de electroestimulación más seguros, y abre la puerta a nuevas vías para la regeneración neuronal.

Este campo de investigación comenzó en 2005 en el ICMAB, y desde entonces ha avanzado gracias a la financiación obtenida de proyectos españoles y europeos, y de "La Marató" de TV3. El proyecto del "Plan Nacional" estatal "Desarrollo de materiales electroactivos nanoestructurados y recubrimientos: electrodos y estimulación eléctrica in vitro e in vivo" es la actual fuente de financiación.

En total, la investigación ha sido financiada con unos 2,5 millones de euros, y participan en el proyecto, además del ICMAB, el Instituto de Investigaciones Biomédicas de Barcelona (IIBB-CSIC), el Instituto of Medical Sciences Aberdeen (Reino Unido) y la Universidad de Valencia.