Uso de campos magnéticos pulsados para combatir enfermedades neurodegenerativas

En el experimento de cultivo celular: las neuronas motoras dañadas de pacientes con ELA se estimulan con pulsos magnéticos (bobina arriba a la izquierda) y recuperan su rendimiento original con respecto a la velocidad de transporte de las mitocondrias, así como la tasa de crecimiento de los apéndices. Crédito: HZDR/Sahneweiss

En las enfermedades de las neuronas motoras del sistema nervioso, como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), ya no se pueden enviar comandos a los músculos. Esto conduce gradualmente a la parálisis. El físico Dr. Thomas Herrmannsdrfer del laboratorio nacional alemán Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) y el médico Prof. Richard Funk de la TU Dresden formularon la idea de revivir selectivamente las neuronas motoras usando campos magnéticos. Los resultados iniciales de la investigación de laboratorio les han dado la razón y los alientan a continuar con su proyecto y planificar una instalación de terapia prototipo.

En las personas sanas, las llamadas neuronas motoras, células nerviosas especiales en la corteza cerebral, el tronco encefálico y la médula espinal, dan a los músculos esqueléticos la señal para moverse. Con ALS, estas neuronas están gravemente dañadas y ya no transmiten señales. Como resultado, los músculos se marchitan gradualmente porque no reciben instrucciones y ya no pueden funcionar. Los síntomas iniciales suelen ser problemas en los brazos y las piernas y, en algunos pacientes, la enfermedad también se manifiesta en trastornos del habla o dificultades para tragar.

Aunque la ELA se conoce desde hace aproximadamente cien años, aún no se ha cualquier perspectiva de cura. Solo existen terapias con medicamentos para aliviar los síntomas y retardar la progresión de la enfermedad. Los dos científicos de Dresde, Richard Funk y Thomas Herrmannsdrfer, ahora están siguiendo un enfoque completamente nuevo con su equipo. Quieren reactivar las neuronas motoras usando pulsos de campo magnético.

Cada célula humana, así como todos sus componentes, los orgánulos celulares, tienen una carga eléctrica, un potencial eléctrico. Mientras tanto, la investigación ha avanzado hasta el punto en que los cambios en el potencial de la membrana se pueden visualizar bajo el microscopio utilizando colorantes electrosensibles. Esto permite a los investigadores observar cómo las células y los orgánulos celulares se comunican entre sí en función de sus diferentes potenciales eléctricos. Cuando los campos eléctricos y, por lo tanto, la comunicación asociada son defectuosas, esto conduce a desarrollos anormales y, en el peor de los casos, a un funcionamiento defectuoso. «Como sabemos que fluyen corrientes eléctricas, también sabemos que debe ser posible intervenir selectivamente», explica Richard Funk. Y así nació la idea de intervenir electromagnéticamente.

Estudios en la placa de Petri

Para probar su enfoque, los dos científicos han formado un equipo de biólogos celulares experimentados en el HZDR para reprogramar las células de la piel humana en neuronas motoras. Los investigadores utilizan células de individuos sanos y de pacientes con ELA. También examinaron muestras de células de diferentes etapas de la enfermedad en los cultivos celulares tomados de los pacientes con ELA. Las células preparadas se colocaron en placas de Petri y se expusieron a diferentes campos magnéticos. «Pudimos mostrar en nuestros experimentos que ciertos parámetros de pulso y frecuencia mejoran el transporte en los procesos nerviosos que se interrumpen en la ELA», se complace en decir Herrmannsdrfer. Por ejemplo, se observó la estimulación del transporte mitocondrial, que es de crucial importancia para la función neuronal. Las mitocondrias se consideran las centrales eléctricas de las células y son responsables del suministro de energía del organismo. Además, los científicos pudieron demostrar que los campos magnéticos logran un crecimiento acelerado de los procesos nerviosos.

Sin embargo, al menos igual de asombroso es el resultado de que, aunque las células de los pacientes con ELA pueden aumentar al nivel de aquellos en individuos sanos, el rendimiento de las células de personas sanas no cambia significativamente en el experimento. En definitiva, las células sanas se mantienen constantes. Las células enfermas experimentan un aumento de rendimiento hasta su nivel anterior antes de que se vieran afectadas por la enfermedad.

Funk y Herrmannsdrfer saben que hay un largo camino por recorrer a pesar de estos resultados experimentales. «Hay que respirar hondo y luego pensar detenidamente sobre cómo proceder. Si esta activación funcionara no solo con las células de la placa de Petri, sino también con las personas vivas, sería realmente concebible una mejor calidad de vida para los pacientes con ELA». Hasta entonces, tenemos mucho trabajo por hacer», dice Funk.

Construyendo un prototipo de instalación de terapia de pulso magnético

Después de sus éxitos iniciales en experimentos de laboratorio, los dos científicos juntos con su equipo interdisciplinario del Laboratorio de Alto Campo Magnético de Dresde en el HZDR ahora están construyendo un prototipo de instalación de terapia de pulso magnético con el que pretenden probar el método que desarrollaron en condiciones realistas. Los fondos fueron proporcionados por el Estado Libre de Sajonia y por la Unión Europea, que apoya el proyecto con aproximadamente 1,1 millones de euros de su Fondo de Desarrollo Regional (FEDER). Además, ya se ha seleccionado un título provisional: NeuroMaX.

Mientras tanto, la idea de Funk y Herrmannsdrfer está recibiendo un amplio apoyo. Además del equipo del proyecto formado por científicos de Alemania, Tailandia, India y Japón, en NeuroMaX participan otros institutos y departamentos del HZDR, la Universidad Internacional de Dresden y la TU Dresden. El objetivo es desarrollar un prototipo y, en un paso posterior, llevar a cabo estudios que finalmente obtendrán la aprobación para su uso en pacientes.

Por primera vez, esto plantea la posibilidad de que la regeneración de enfermedades relacionadas el daño nervioso en humanos podría ser posible. Los conocimientos hasta ahora brindan la esperanza de que quizás otras enfermedades neurodegenerativas más allá de la ELA también respondan a la terapia de campo magnético pulsado. Suena como un sueño lejano, pero quizás este nuevo enfoque terapéutico tenga más campos de aplicación en la ciencia médica.

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La tecnología de células madre ofrece nuevos conocimientos sobre las enfermedades de las neuronas motoras Proporcionado por la Asociación Helmholtz de Centros de Investigación Alemanes Cita: Uso de campos magnéticos pulsados para combatir enfermedades neurodegenerativas (8 de marzo de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-pulsed-magnetic-fields-neurodegenerative-diseases.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.