Un grupo de ratas con lesiones en la médula espinal y parálisis severa ha vuelto a caminar gracias a los investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), en Suiza. Publicados en la revista 'Science', los resultados muestran que una sección dañada de la médula espinal puede recuperarse, cuando su propia 'inteligencia' innata y su capacidad regenerativa despiertan -el autor principal, Grégoire Courtine, de la EPFL, se refiere a esta capacidad como 'cerebro espinal'.
El estudio, que se inició hace cinco años en la Universidad de Zurich, en Suiza, apunta a un profundo cambio en nuestra comprensión del sistema nervioso central. Aunque aun no está claro si técnicas de rehabilitación similares podrían funcionar en seres humanos, el crecimiento del nervio observado abre el camino a nuevos métodos para el tratamiento de la parálisis.
"Después de dos semanas de neurorehabilitación, combinando un arnés robótico con estimulación electroquímica, las ratas no sólo comenzaron a caminar, sino que pronto pudieron subir escaleras, y evitar obstáculos", explica Courtine, experto en Reparación de la Medula Espinal de la International Paraplegic Foundation.
Es bien sabido que la médula espinal y el cerebro pueden adaptarse y recuperarse de una lesión moderada, una calidad conocida como neuroplasticidad. Pero, hasta ahora, la médula espinal mostraba tan poca plasticidad después de una lesión severa, que la recuperación era imposible. Sin embargo, en la nueva investigación, Courtine ha demostrado que, bajo ciertas condiciones, la plasticidad y la recuperación pueden tener lugar en estos casos graves, pero sólo si se consigue despertar a la 'durmiente' columna vertebral.
Para llevar esto a cabo, Courtine y su equipo inyectaron una solución química de agonistas de monoamina en las ratas. Estos productos químicos provocan respuestas celulares, uniéndose a receptores específicos de dopamina, adrenalina y serotonina, localizados en las neuronas espinales. Este cóctel sustituye los neurotransmisores liberados por las vías del tronco cerebral en personas sanas -responsables de preparar a las neuronas para que coordinen los movimientos de la mitad inferior del cuerpo, en el momento adecuado.
Entre cinco y diez minutos minutos después de la inyección, los científicos estimularon eléctricamente la médula espinal de las ratas mediante electrodos implantados en la capa más externa del canal espinal, llamada espacio epidural. "Esta estimulación epidural continua localizada envía señales eléctricas, a través de las fibras nerviosas, a las neuronas activadas químicamente que controlan el movimiento de las piernas", explica Rubia van den Brand, coautora del estudio.
En un artículo anterior, publicado en la revista 'Nature Neuroscience' en el año 2009, Courtine mostró que, tras estimular la columna vertebral de una rata -aislada físicamente del cerebro a causa de una lesión- ésta respondió de una manera sorprendente: comenzó a encargarse de la tarea de modular el movimiento de las patas, permitiendo a los animales, previamente paralizados, desplazarse involuntariamente, sobre cintas de correr.
Estos experimentos revelaron que el movimiento de la cinta creaba una retroalimentación sensorial que iniciaba el desplazamiento: la columna vertebral, en ese momento, tomó el control, y el acto de caminar se produjo sin ningún tipo de mediación por parte del cerebro de la rata. Esto sorprendió a los investigadores, quienes comenzaron a creer que, tan solo una débil señal del cerebro, podría provocar que los animales iniciaran el movimiento por su cuenta.
Para probar esta teoría, Courtine sustituyó la cinta de correr por un dispositivo robótico que sostenía a las ratas, y sólo participaba en el movimiento cuando éstas perdían el equilibrio, dándoles la impresión de tener una columna vertebral sana. Este dispositivo alentó a las ratas a moverse, por sí mismas, hacia una recompensa de chocolate en el otro extremo de la plataforma. "La rehabilitación basada en la fuerza de voluntad se tradujo entonces en un aumento de las fibras nerviosas en el cerebro y la columna vertebral -un nuevo crecimiento que demuestra el enorme potencial de la neuroplasticidad, incluso tras una lesión severa del sistema nervioso central", afirma Janine Heutschi, quien contribuyó al estudio.
Courtine llama a este nuevo crecimiento 'nueva ontogenia', una especie de duplicación de la fase de crecimiento de un organismo. Los investigadores observaron que las fibras recién formadas eludieron la lesión espinal original, permitiendo que las señales cerebrales llegaran hasta la columna vertebral -que previamente había sido 'despertada' por vía electroquímica. Las señales fueron lo suficientemente fuertes como para iniciar el movimiento sobre el suelo, permitiendo a las ratas caminar voluntariamente hacia la recompensa, apoyando su peso sobre las patas traseras.
Para Courtine, "esta es 'la Copa Mundial' de la neuro-rehabilitación: nuestras ratas se convirtieron en atletas, a pesar de que, apenas unas semanas antes, estaban paralizadas por completo. Estamos hablando de un 100% de recuperación del movimiento voluntario".
En principio, la reacción de la médula espinal de las ratas al tratamiento ofrece razones para creer que las personas con lesión medular pronto otearán nuevas opciones en el horizonte. Los investigadores esperan que los ensayos con seres humanos se inicien en uno o dos años, en el Centro de Lesiones de la Médula Espinal del Hospital Universitario Balgrist, en Zúrich.
Mientras tanto, los científicos de la EPFL están coordinando un proyecto, llamado NeuWalk, que tiene como objetivo diseñar un sistema neuro-protésico espinal totalmente operativo, muy similar al utilizado en las ratas, para ser implantado en seres humanos.
