Nanotubos de carbono y regeneración neuronal

Cuando hablamos de nanotecnología aplicada a la medicina surgen preguntas muy básicas, como ¿qué pasa si permitimos que interactúen neuronas con nanotubos de carbono? ¿Será tóxico, pierden las neuronas sus capacidades, mueren? Precisamente un equipo de investigadores en el que participa Maurizio Prato, profesor Ikerbasque en CIC biomaGune, ha investigado los posibles efectos sobre las neuronas de la interacción con los nanotubos de carbono. Y han encontrado algo tremendamente interesante y potencialmente muy importante.

Los científicos han demostrado que estos nanomateriales pueden mediar en la formación de sinapsis, esas estructuras especializadas a través de las cuales las células nerviosas se comunican, y modular mecanismos biológicos, como el crecimiento de las neuronas, como parte de un proceso autorregulado. Este resultado, que muestra hasta qué punto la integración entre las células nerviosas y estas estructuras sintéticas es estable y eficiente, pone de relieve las grandes potencialidades de los nanotubos de carbono como materiales capaces de facilitar la regeneración neuronal o para crear una especie de puente artificial entre grupos de neuronas cuya conexión se haya visto interrumpida. Las pruebas in vivo ya han comenzado.

Tan espectacular como suena, los nanomateriales representan hoy día la mejor esperanza para el tratamiento de personas con daños en su médula espinal. Estos materiales se usan tanto como andamiaje, dando soporte estructural, como interfaces para permitir la comunicación entre neuronas.

Sin embargo, todavía hay que considerar muchas cuestiones. Entre ellas el impacto en la fisiología neuronal de la integración de estas estructuras nanométricas con la membrana celular. Si, por ejemplo, el mero contacto provocara un aumento vertiginoso del número de sinapsis, estos materiales serían esencialmente inutilizables. Esto es precisamente lo que se ha investigado en este estudio.

Los resultados de la investigación son muy alentadores: se ha comprobado que los nanotubos no interfieren en la composición de los lípidos, en particular del colesterol, que constituyen la membrana celular en las neuronas; estos lípidos de la membrana juegan un papel muy importante en la transmisión de las señales a través de las sinapsis. Y los nanotubos no parecen influir en este proceso, lo que es muy importante.

La investigación también ha destacado el hecho de que las células nerviosas que crecen sobre el substrato de nanotubos, gracias a esta interacción, se desarrollan y alcanzan la madurez muy rápidamente, llegando finalmente a una condición de homeostasis biológica, es decir, este crecimiento no es indiscriminado e ilimitado sino que se consigue llegar a un equilibrio fisiológico.

La consecución de este equilibrio es un aspecto de fundamental importancia . Efectivamente, no solo los nanotubos de carbono funcionan excelentemente en términos de duración, adaptabilidad y compatibilidad mecánica con el material biológico, también estamos ante una interacción eficiente.

Si las pruebas in vivo salen bien, se habrá dado un paso en una dirección muy prometedora para recuperar funciones neurológicas perdidas.

Referencia:

Niccolò Paolo Pampaloni, Denis Scaini, Fabio Perissinotto, Susanna Bosi, Maurizio Prato, Laura Ballerini (2017) Sculpting neurotransmission during synaptic development by 2D nanostructured interfaces nanomedicine doi: 10.1016/j.nano.2017.01.020

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con N

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