La estimulación cerebral profunda eléctrica (DBS) es un método bien establecido para tratar los trastornos del movimiento en la enfermedad de Parkinson. Sin embargo, implantar electrodos en el cerebro de una persona es una forma invasiva e imprecisa de estimular las células nerviosas. Los investigadores informan en Nano Letters en una nueva aplicación de la técnica, llamada magnetogenética, que utiliza imanes muy pequeños para activar de forma inalámbrica células nerviosas específicas editadas genéticamente en el cerebro. El tratamiento alivió eficazmente los síntomas motores en ratones sin dañar el tejido cerebral circundante.
En la DBS tradicional, una batería envía señales eléctricas externamente a través de cables, activando las células nerviosas en una región del cerebro llamada núcleo subtalámico (STN). La activación del STN puede aliviar los síntomas motores de la enfermedad de Parkinson, incluidos temblores, lentitud, rigidez y movimientos involuntarios.
Sin embargo, debido a que los posibles efectos secundarios, como hemorragia cerebral y daño tisular, pueden ser graves, la estimulación cerebral profunda generalmente se reserva para personas que padecen la enfermedad de Parkinson en etapa avanzada o cuando los síntomas ya no se pueden controlar con medicamentos.
En un paso hacia un tratamiento menos invasivo, los investigadores Minsuk Kwak y Jinwoo Cheon trabajaron con sus colegas para desarrollar un método inalámbrico para reducir eficazmente la disfunción motora en personas con enfermedad de Parkinson.
Para su técnica inalámbrica, los investigadores etiquetaron imanes a nanoescala con anticuerpos para ayudar a que las moléculas se "peguen" a la superficie de las células nerviosas STN. Luego inyectaron imanes adhesivos en el cerebro de ratones con enfermedad de Parkinson en etapa temprana y tardía.
Antes de la inyección en el STN, esas mismas células nerviosas habían sido modificadas con un gen que las activaba cuando los imanes modificados en la superficie de la célula se retorcían en reacción a un campo magnético aplicado externamente de aproximadamente 25 militeslas, que es aproximadamente un milésima de la potencia de una resonancia magnética.
En demostraciones de neuronas magnetizadas y modificadas en ratones con enfermedad de Parkinson, los ratones expuestos a un campo magnético mostraron una función motora mejorada a niveles comparables a los de ratones sanos. El equipo observó que los ratones que recibieron múltiples exposiciones al campo magnético conservaron más de un tercio de sus mejoras motoras, mientras que los ratones que recibieron una exposición casi no conservaron mejoras.
Además, las células nerviosas de los ratones tratados no mostraron daños significativos dentro y alrededor del STN, lo que sugiere que esto podría ser una alternativa más segura a los sistemas tradicionales de DBS implantados, dicen los investigadores. El equipo cree que su enfoque magnetogenético inalámbrico tiene potencial terapéutico y podría usarse para tratar la disfunción motora en personas con enfermedad de Parkinson en etapa temprana o avanzada, así como otros trastornos neurológicos, como la epilepsia y la enfermedad de Alzheimer.
Más información: Wookjin Shin et al, Genética magnetomecánica a nanoescala de neuronas cerebrales profundas que revierten los déficits motores en ratones parkinsonianos, Nano Letters (2023). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c03899
Información de la revista: Nanoletras
Proporcionado por la Sociedad Química Estadounidense
