El daño de la médula espinal que causa parálisis y movilidad reducida no siempre se detiene con el trauma inicial, pero hay pocas opciones de tratamiento para detener el mayor deterioro, y no hay cura. Los investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer han desarrollado un nuevo biomaterial prometedoreso podría ofrecer un tratamiento dirigido a la médula espinal y el tejido dañados, evitando daños mayores.
En una investigación publicada hoy en Comunicaciones de la naturaleza , un equipo interdisciplinario de Rensselaer demostró cómo el estrógeno, una hormona natural producida en el cuerpo, puede polimerizarse en un biomaterial de liberación lenta y aplicarse a las células del sistema nervioso para proteger esas células e incluso promover la regeneración.
"Se sabe que el estrógeno es neuroprotector", dijo Ryan Gilbert, profesor de ingeniería biomédica en Rensselaer y miembro del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios CBIS. "Después de una lesión en la médula espinal, tiene todos estos radicales libres quese liberan y hacen que la lesión aumente con el tiempo. Estamos tratando de detener la propagación de la lesión. Es más un tratamiento de fase aguda que estamos buscando desarrollar ".
Al observar los métodos de protección de la naturaleza, Gilbert se asoció con Edmund Palermo, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en Rensselaer, para desarrollar un polímero que, cuando se implantaba directamente en la médula espinal, atacaría el tejido lesionado y liberaría estrógenocomo terapéutico durante un período de años.
El enfoque es más preciso que las drogas tradicionales que a menudo afectan todo el sistema y pueden inducir efectos secundarios en otros órganos.
"El uso de materiales naturales en formas que lo liberan o lo introducen en los tejidos de manera interesante puede tener muchos beneficios, y eso es lo que estamos viendo en nuestro trabajo aquí", dijo Gilbert.
Los métodos convencionales para convertir las drogas en polímeros, conocidos como drogas de polipropileno, no eran ideales para esta aplicación, por lo que Palermo y su equipo desarrollaron un nuevo enfoque. Utilizaron un método químico fotoactivado para sintetizar el estrógeno en largas cadenas de polímeros que- utilizando fuerza eléctrica - podría hilarse en las fibras necesarias para la implantación a lo largo de la médula espinal.
Para probar estas fibras recién sintetizadas, Gilbert y su equipo aplicaron células del sistema nervioso como neuronas y astrocitos al estrógeno polimerizado. A través de estas pruebas de laboratorio celular, los investigadores descubrieron que el estrógeno no solo era neuroprotector, sino que también podía promover la regeneración.
"Esta fue la primera vez que el poliestrógeno se procesó en fibras que mostraron la capacidad de mejorar el crecimiento de las células neuronales a lo largo de la dirección de la fibra sin agregar factores de crecimiento", dijo Palermo.
El nuevo enfoque del equipo ahora se está patentando y permitirá a los investigadores impulsar su exploración aún más hacia la investigación preclínica, donde pueden ver cómo funcionarían sus fibras polimerizadas en un sistema vivo. Su objetivo final es mejorar enormemente las vidas depersonas con lesiones de la médula espinal.
Sus hallazgos también ayudarán a avanzar en la investigación en el área de suministro de medicamentos, que se centra cada vez más en la personalización y la precisión.
"La medicina de precisión es una prioridad de investigación dentro de CBIS", dijo Deepak Vashishth, director de CBIS, un centro de investigación que reúne a docentes de múltiples disciplinas para resolver problemas globales desafiantes ". Lo que nuestros investigadores han desarrollado aquí tiene el potencial de avanzardesafío previamente intratable "
"El tipo de química sintética que desarrollamos es ampliamente aplicable a la liberación lenta de muchas otras drogas", dijo Palermo.
"El suministro de medicamentos a la médula espinal lesionada es un problema realmente desafiante", dijo Gilbert. "Creo que la próxima etapa del suministro de medicamentos será un tratamiento muy enfocado que pueda aplicarse directamente a la médula espinal lesionada para que los efectos secundarios sean muy importantesreducido."
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Materiales proporcionados por Instituto Politécnico Rensselaer . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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