Cada semana en su clínica de la Universidad de Michigan, neurólogo Joseph Corey, MARYLAND., Doctor., trata a pacientes cuyos nervios están muriendo o encogiéndose debido a una enfermedad o lesión.

El ve el dolor la pérdida de capacidad y los otros efectos que causan las afecciones que destruyen los nervios, y desea poder brindar a los pacientes tratamientos más efectivos que los disponibles, o regenerar sus nervios. Luego se dirige a su laboratorio de investigación en el VA Ann Arbor Healthcare System, donde su equipo está trabajando hacia ese objetivo exacto.

En una nueva investigación publicada en varios artículos recientes, Corey y sus colegas de la Facultad de Medicina de la U-M, VAAAHS y la Universidad de California, San Francisco informa sobre el éxito en el desarrollo de tecnologías de nanofibras poliméricas para comprender cómo se forman los nervios, por qué no se vuelven a conectar después de una lesión, y qué se puede hacer para prevenir o retrasar los daños.

Usando nanofibras poliméricas más delgadas que el cabello humano como andamios, los investigadores persuadieron a un tipo particular de célula cerebral a envolver nanofibras que imitan la forma y el tamaño de los nervios que se encuentran en el cuerpo.

Incluso han logrado estimular el proceso de mielinización, la formación de una capa protectora que protege las fibras nerviosas más grandes del daño. Comenzaron a ver que se formaban múltiples capas concéntricas de la sustancia protectora llamada mielina, tal como lo hacen en el cuerpo. Junto con el equipo de laboratorio de su colaborador Jonah Chan en UCSF, los autores informaron los hallazgos en Métodos de la naturaleza .

La investigación involucra oligodendrocitos, que son los actores secundarios de las neuronas, las "estrellas" del sistema nervioso central. Sin oligodendrocitos, Las neuronas del sistema nervioso central no pueden transmitir eficazmente las señales eléctricas que controlan todo, desde el movimiento muscular hasta la función cerebral.

Los oligodendrocitos son el tipo de células que suelen verse afectadas por la esclerosis múltiple, y la pérdida de mielina es un sello distintivo de esa enfermedad debilitante.

Los investigadores también han determinado el diámetro óptimo de las nanofibras para respaldar este proceso, lo que proporciona nuevas pistas importantes para responder a la pregunta de por qué algunos nervios están mielinizados y otros no.

Si bien aún no han creado "nervios en un plato que funcionen plenamente, "los investigadores creen que su trabajo ofrece una nueva forma de estudiar los nervios y probar las posibilidades de tratamiento. Corey, profesor asistente de neurología e ingeniería biomédica en la Facultad de Medicina de la U-M e investigador de VA Geriatrics Research, Centro educativo y clínico, explica que las fibras delgadas son cruciales para el éxito del trabajo.

"Si tiene aproximadamente la misma longitud y diámetro que una neurona, las células nerviosas lo siguen y su forma y ubicación se ajustan a él, ", dice." Esencialmente, estas fibras tienen el mismo tamaño que una neurona ".

Los investigadores utilizaron poliestireno, un plástico común, para fabricar fibras mediante una técnica llamada electrohilado. En un artículo reciente en Ciencia e Ingeniería de Materiales C, descubrieron nuevas técnicas para optimizar la forma en que las fibras hechas de poli-L-lactida, un polímero biodegradable, se puede alinear mejor para parecerse a las neuronas y para guiar la regeneración de las células nerviosas.

También están trabajando para determinar los factores que hacen que los oligodendrocitos se adhieran a los axones largos y estrechos de las neuronas. y quizás también para empezar a formar vainas de mielina.

Al unir moléculas particulares a las nanofibras, Corey y sus colegas esperan aprender más sobre lo que hace que este proceso funcione y lo que hace que salga mal. como en las enfermedades causadas por un desarrollo nervioso deficiente.

"Lo que debemos hacer para la esclerosis múltiple es estimular la remielinización de los nervios, ", dice." Para el daño a los nervios causado por un trauma, por otra parte, tenemos que fomentar la regeneración ".

Además de Corey, la investigación ha sido dirigida por Chan, el profesor de neurología Rachleff en UCSF, Samuel J. Tuck, miembro del equipo de laboratorio de VAAAHS y graduado de la U-M, Michelle Leach, estudiante de posgrado en ingeniería biomédica de la UM, Stephanie Redmond de UCSF, Seonook Lee, Synthia Mellon y S.Y. Christin Chong, y Zhang-Qi Feng de U-M Biomedical Engineering.

Nervios periféricos, que tienen neuronas en el centro rodeadas por células llamadas células de Schwann, también se puede estudiar mediante la técnica de las nanofibras. El sistema también podría usarse para estudiar cómo interactúan los diferentes tipos de células durante y después de la formación de los nervios.

Hacia la creación de nuevos nervios, El laboratorio de Corey ha colaborado con R. Keith Duncan, Doctor, Profesor Asociado de Otorrinolaringología. Publicado en Biomacromoléculas , descubrieron que es más probable que las células madre se conviertan en neuronas cuando se cultivan en nanofibras alineadas producidas en el laboratorio de Corey. Eventualmente esperan usar este enfoque para construir nuevos nervios a partir de células madre y dirigir sus conexiones a partes no dañadas del cerebro y al músculo.

Finalmente, Corey imagina, tal vez los nervios podrían cultivarse a lo largo de nanofibras en un laboratorio y luego transferirse a los cuerpos de los pacientes, donde la fibra se degradaría con seguridad.