El Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), CSIC, lidera una investigación pionera en el mundo que tiene por objetivo reparar lesiones medulares a través de la ciencia de materiales, la medicina regenerativa y la nanotecnología.

 La iniciativa Piezo4Spine, dotada con 3,6 millones de euros a través de los fondos Pathfinder de la Unión Europea, está coordinada por la investigadora del ICMM Conchi Serrano, y cuenta con la participación de siete centros de investigación de seis países europeos. 

"Nuestro objetivo es intentar entender mejor la lesión medular y, con ese conocimiento, proporcionar una solución terapéutica a los lesionados medulares", explica Serrano. "Nos hemos planteado dos dianas específicas a las que la comunidad científica no ha dado suficiente importancia hasta el momento: los mecanoreceptores Piezo y los fibroblastos que participan en la respuesta al daño neural", señala la investigadora. 

La hipótesis de trabajo de la propuesta radica en el concepto de mecanotransducción, es decir: "la capacidad que tienen nuestras células y tejidos para sentir y responder a estímulos mecánicos". Serrano indica que, al igual que las células son sensibles a estímulos químicos y biológicos, sienten lo mecánico, y el objetivo de su trabajo es, precisamente, investigar esos procesos mecánicos fisiológicos y cómo están relacionados con el funcionamiento del tejido neural en estado fisiológico y patológico.

Se trata de una ciencia pionera ya que, de hecho, no fue hasta hace aproximadamente una década (2010) cuando se descubrieron estos receptores mecánicos en las células; descubrimiento que valió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina a Arden Patapoutian en 2021. "Él identificó por primera vez el receptor proteico que está en la membrana de las células y es capaz de sentir vibraciones mecánicas y desencadenar respuestas celulares concretas", menciona Serrano. Son estos receptores mecánicos, llamados 'Piezo', los que representan la base de este novedoso trabajo y su punto más revolucionario. "Nos preguntamos por qué no usar estos Piezo y ver qué implicación tienen en procesos patológicos como la lesión medular", dice Serrano.

Además del estudio de los receptores Piezo y su implicación en el daño neural, el trabajo propone un segundo pilar terapéutico: desarrollar herramientas de ingeniería genética para 'modular' los fibroblastos que participan en los procesos de cicatrización. Estos fibroblastos  son uno de los tipos celulares que más rápido responden para 'controlar y cicatrizar' la zona del cuerpo dañada. Sin embargo, esta activación dificulta la regeneración natural del tejido neural dañado, en este caso, la médula espinal. Por ello, el consorcio de Piezo4Spine va a trabajar en el bloqueo de estos fibroblastos, favoreciendo los procesos regenerativos del propio cuerpo.

"A lo largo del proyecto, desarrollaremos una matriz tridimensional por bioimpresión 3D cargada con nanovehículos que llevarán terapias activas al sitio de la lesión", señala Serrano, que se muestra segura de que, de tener éxito, "este proyecto permitirá acceder a nuevos conocimientos y tecnologías que no sólo podrían ser útiles para la regeneración neural, sino también para otras patologías".

Piezo4Spine cuenta con la participación del Hospital Nacional de Parapléjicos (España), el Instituto Tecnológico Italiano (Italia), la Universidad de Coimbra (Portugal), la Universidad Católica de Lovaina (Bélgica), la empresa Black Drop Biodrucker GmbH (Alemania) y la empresa ACIB GmbH (Austria). Del ICMM también participan los investigadores Puerto Morales y Sabino Veintemillas (Grupo MaMBIO) y Ricardo García (Grupo ForceTool). Específicamente, el equipo del CSIC, además de coordinar, desempeñará un papel clave en el proyecto, participando y liderando muchas de las tareas relativas al desarrollo de los nanovehículos terapéuticos y la matriz tridimensional, el estudio de los receptores Piezo y la evaluación y validación de la prueba de concepto en cultivos celulares y en el modelo preclínico de lesión medular en rata. La Unidad Asociada que mantiene el CSIC con el Hospital de Parapléjicos de Toledo dará perspectiva clínica y soporte a la colaboración estrecha entre ambos centros.

-- Ángela R. Bonachera - ICMM-CSIC Comunicación || Foto: Carlos Arroyo (Morgan) -- 

Miércoles, Febrero 8, 2023 - 12:47