Desarrollo de un tratamiento de restauración funcional basado en la regeneración para la lesión de la médula espinal

Una de las fronteras más apasionantes y desafiantes de la neurociencia y la medicina es reparar lesiones traumáticas en el sistema nervioso central (SNC). La mayoría de las lesiones de la médula espinal y de la cabeza provocan parálisis devastadoras, pero actualmente se dispone de una intervención clínica muy limitada para restaurar las capacidades perdidas. Las lesiones traumáticas de la columna provocan fracturas y compresión de las vértebras, que a su vez aplastan y destruyen los axones, largos procesos de células nerviosas que transportan señales hacia arriba y hacia abajo por la médula espinal entre el cerebro y el resto del cuerpo. De ello se deduce que la mejor oportunidad para promover la recuperación funcional es identificar estrategias que permitan a los axones lesionados regenerarse y reconectar los circuitos neuronales cortados. Incluso mejoras menores en las funciones motoras voluntarias después de una lesión de la médula espinal podrían ser inmensamente útiles para aumentar la calidad de vida, la empleabilidad y la independencia, especialmente para pacientes con lesiones en el nivel superior de la columna. Por lo tanto, nuestro programa general de investigación se centra en la regeneración de axones en general, con un enfoque en la regeneración de axones descendentes del cerebro que controlan las funciones motoras voluntarias y otras funciones.

Recientemente, hicimos descubrimientos revolucionarios en la identificación de mecanismos biológicos clave que estimulan el nuevo crecimiento de axones lesionados en el sistema nervioso adulto, lo que condujo a grados sin precedentes de regeneración de axones en varios modelos de lesión del SNC. Si bien nuestro éxito fue convincente, descubrimos que muchos axones regenerados estaban bloqueados en los sitios de lesión debido a las cicatrices gliales inducidas por la lesión. Además, no está claro si los axones regenerados pueden formar conexiones sinápticas funcionales cuando crecen hacia la médula espinal denervada. Este programa de investigación propuesto tiene como objetivo resolver estos obstáculos mediante el uso de tecnologías de células madre humanas. En el primer objetivo, utilizaremos células madre neurales humanas para diseñar "puentes celulares permisivos" que puedan guiar el crecimiento del número máximo de axones en regeneración a través de los sitios de lesión. En el segundo objetivo, probaremos el potencial terapéutico de las neuronas derivadas de células madre humanas para formar "relés funcionales" que podrían propagar las señales derivadas del cerebro transportadas por los axones en regeneración hasta la médula espinal lesionada. Juntos, se espera que nuestro programa de investigación desarrolle un conjunto de estrategias terapéuticas que tengan implicaciones clínicas inmediatas para los pacientes humanos con LME.