Reparar la médula espinal con una impresora 3D: investigadores consiguen que ratas paralíticas vuelvan a caminar

La reparación de lesiones medulares avanza un paso en los laboratorios de la Universidad de Minnesota, donde un equipo científico ha desarrollado un método que utiliza estructuras impresas en 3D para reconectar circuitos nerviosos en animales con la médula espinal seccionada, de acuerdo con lo publicado en Science Direct. La investigación se apoya en la posibilidad de crear andamiajes personalizados, compuestos por canales microscópicos que pueden albergar células madre modificadas para convertirse en neuronas.

Andamiajes 3D con células madre abren la puerta a reparar lesiones medulares severas

El procedimiento comienza con el diseño y fabricación de un andamiaje de organoides usando la impresión 3D, de modo que la estructura sirva de guía específica para el crecimiento celular. Estos canales se rellenan con células progenitoras neuronales espinales, extraídas y programadas a partir de células madre adultas humanas, caracterizadas por su capacidad para multiplicarse y especializarse en neuronas maduras del tipo requerido.

Guebum Han, primer autor del trabajo y ahora vinculado a Intel Corporation, explicó: “Utilizamos los canales impresos en 3D del andamiaje para dirigir el crecimiento de las células madre, lo que garantiza que las nuevas fibras nerviosas crezcan en la dirección deseada”. El investigador añadió: “Este método crea un sistema de relevo que, al situarse en la médula espinal, permite eludir la zona dañada”.

En el estudio, los andamiajes se trasplantaron a ratas previamente sometidas a una sección completa de la médula espinal. Tras la implantación, las células progenitoras evolucionaron hasta diferenciarse en neuronas funcionales. Estas células extendieron sus fibras nerviosas hacia ambos extremos, estableciendo nuevos puentes con los circuitos ya existentes en el animal receptor. La integración de las nuevas neuronas en el tejido medular resultó en una recuperación funcional relevante para el modelo animal.

Ann Parr, profesora de Neurocirugía de la Universidad de Minnesota e integrante del equipo de investigación, expresó a Science Direct: “La medicina regenerativa ha abierto una nueva era en la investigación de lesiones medulares. Nuestro laboratorio está ilusionado por explorar el potencial futuro de nuestras ‘mini médulas espinales’ para su aplicación clínica”.

La siguiente etapa de la investigación consistirá en incrementar el nivel de producción de estos andamiajes y optimizar tanto los protocolos de impresión como los procedimientos de diferenciación celular, con vistas a su aplicación en ensayos futuros con pacientes humanos.

Numerosos equipos científicos han probado la viabilidad del trasplante de células madre para la regeneración nerviosa en años recientes, aunque la guía precisa sobre la dirección y el crecimiento de las nuevas neuronas seguía siendo un desafío sin resolver. El uso de tecnología 3D personalizable permite modular el entorno en el que se desarrollan las células, facilitando que estas reproduzcan la función de los circuitos dañados por lesiones traumáticas. El interés por este enfoque se justifica por el impacto de las lesiones medulares a nivel mundial, una de las principales causas de discapacidad permanente.

Los avances de la Universidad de Minnesota, difundidos en la publicación científica y recogidos por Science Direct, colocan a la combinación de medicina regenerativa y bioingeniería avanzada como una de las líneas de trabajo que podría transformar el abordaje de lesiones nerviosas. El grupo investigador insiste en la necesidad de un proceso gradual de perfeccionamiento antes de plantear pruebas clínicas en humanos.