El sistema nervioso puede definirse como un conjunto de células especializadas en la conducción de señales eléctricas. Este sistema está compuesto de una parte central y una periférica.
Por un lado, el sistema nervioso central se encarga de procesar y emitir señales ante cualquier estímulo percibido (a través de los sentidos, como el dolor o escozor que se percibe con el tacto) que los nervios notifican al cerebro. Por otro lado, el sistema nervioso periférico comprende los ganglios y nervios que transportan señales al sistema nervioso central.
La médula espinal conforma, junto con el cerebro, el sistema nervioso central, y es esencial para conectar al cerebro con el resto del organismo. Ello implica que la mayoría de las fibras nerviosas del sistema nervioso central circulan por la médula espinal para emitir señales. Por tanto, la médula espinal posee millones de conexiones neuronales que envían información de los receptores nerviosos al cerebro y otras que envían respuestas y órdenes a las zonas que han enviado una señal al cerebro.
Regeneración de la médula espinal
Regenerar la médula espinal mediante una tecnología implantable, recargable e inalámbrica, ese es el actual objetivo del proyecto europeo el proyecto RISEUP (acrónimo de su nombre en inglés Regeneration of Injured Spinal cord by Electro pUlsed bio-hybrid imPlant), en el que el Centro de Investigación Príncipe Felipe (CIPF) participa.
Los traumatismos que afectan a la médula espinal son una de las principales causas de muerte y de parálisis. Cada año, casi 500.000 personas son diagnosticadas de una lesión de la médula espinal. Actualmente, este tipo de lesiones son prácticamente irreversibles, pero el proyecto del que forma parte el Centro de Investigación Príncipe Felipe (CIPF) pretende regenerar la función neuronal después de una lesión de la médula espinal.
La investigación evalúa la combinación de estimulaciones eléctricas pulsadas y corrientes directas con células madre. Se trata de una terapia que combina estimulaciones eléctricas para que ayuden a la maduración celular. Esto ayuda a la supervivencia de las células neuronales y favorece la proliferación de conexiones que pueden ayudar a recuperar actividad neuronal perdida.
Este es un reto con un largo recorrido debido a la dificultad que hay en la restauración neuronal posterior a una lesión de la médula espinal. Por un lado, hay elevada complejidad del proceso de daño secundario que se desencadena inmediatamente después de sufrir una lesión de la médula espinal, pero, además, los investigadores también son conscientes de la limitada capacidad que tienen las neuronas adultas de regenerarse.
Nanorobots para inducir medicamentos en el sistema nervioso central
Administrar fármacos en el sistema nervioso central es uno de los frentes que la ciencia también trata de superar. Su administración por vía intravenosa u oral pueden afectar a regiones del cuerpo y del propio sistema nervioso central, como ocurre con algunos tratamientos para enfermedades neurológicas. Se trata de encontrar vías para la administración dirigida de fármacos en regiones específicas de tejidos sensibles.
Tal y como afirma Lamar Mair de Weinberg Medical Physics, una empresa de dispositivos médicos con sede en Estados Unidos y partícipe de un estudio de administración de fármacos vía nanorobots, «la administración de fármacos dirigida puede mejorar la eficacia y reducir los efectos secundarios debido a una menor dosificación fuera del objetivo».
En particular, el trabajo “Soft Capsule Magnetic Millirobots for Region-Specific Drug Delivery in the Central Nervous System”, publicado en la revista Frontiers in Robotics and AI, señala que los microrobots blandos de manipulación remota podrían funcionar como vía de administración dirigida.
Los robots en cuestión se llaman nanovarillas alineadas magnéticamente en cápsulas de alginato (MANiAC). Los dispositivos son pequeños robots giratorios que contienen nanobarras magnéticas encerradas en una capa esférica blanda. Esta estructura es la que les permite girar y moverse de manera segura a través del cuerpo.
Las nanobarras magnéticas que contiene el nanorobot logran moverse con indicaciones teledirigidas desde fuera. El manejo externo del robot se realiza mediante un campo magnético al que responden las barras magnéticas que contiene el robot. Unos campos magnéticos son seguros con las potencias a las que se emiten.
Asimismo, los MANiAC están compuestos de un gel de alginato. Este material previene lesiones que puedan surgir por la fricción con los tejidos del sistema nervioso central durante su traslación.
En el estudio los investigadores indican que los MANiAC son capaces de viajar a través de fluidos, escalar pendientes y moverse por los tejidos neurales, como la médula espinal, pudiendo administrar directamente en esas regiones un fármaco. «El desarrollo de esta tecnología puede ser útil en aplicaciones clínicas y preclínicas como la administración de fármacos, la estimulación neural y la formación de imágenes de diagnóstico», aseguran los autores.
