Hacia la reparación medular motora y sensitiva

Por primera vez se ha demostrado en tres parapléjicos que la estimulación eléctrica directa en la médula espinal con neurorrehabilitación puede restaurar la función motora y sensitiva, lo que les permite caminar. Pero, además, estos pacientes pudieron controlar sus miembros inferiores también cuando se interrumpió la estimulación medular.
Este “paso de gigante en la investigación de la lesión medular”, en palabras del neurocientífico Chet Moritz, de la Universidad de Washington, en Seattle, ha sido posible gracias al trabajo, a lo largo de quince años, del grupo de Grégoire Courtine, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, primero con ratas y monos, y ahora, por fin, en un ensayo con estos tres pacientes, cuyos resultados publican en Nature y Nature Neuroscience.

La gran novedad, según Antonio Oliviero, neurológo responsable del Grupo de Neuroestimulación en el Hospital Nacional de Parapléjicos de Toledo y colaborador del Hospital Los Madroños, en Brunete, Madrid, es que no sólo estimulan la parte motora sino que consiguen estimular también la parte propioceptiva, lo que significa que “desde los miembros inferiores se envía información al cerebro sobre la posición de las articulaciones, sobre la contracción de los músculos, es decir, sobre todas las estructuras necesarias para poder aprovechar la deambulación. Este es el primer avance tecnológico: no sólo sustituyen el control motor, sino también una parte del control sensitivo, entendido como control propioceptivo”.

El segundo avance es que este abordaje no solo funciona a modo de neuroprótesis -elemento que suple lo que se ha perdido-, sino que actúa como un elemento que favorece el reajuste, la rehabilitación. “Estos pacientes podrían mejorar tanto que la estrategia se podría utilizar como sustitución de lo que has perdido y como tratamiento para que la recuperación sea mejor”. Por ello, señala Oliviero, “especulan y abren la posibilidad a la implantación de los electrodos en fase más precoz, cuando la lesión medular es más reciente”.

Los investigadores de la Escuela Politécnica Federal del Lausana ponen a punto la plataforma rehabilitadora con uno de los pacientes parapléjicos.

De hecho, la startup GTX medical, cofundada por Courtine y Jocelyne Bloch, neurocirujana del Hospital Universitario de Lausana, también autora del estudio, desarrollará neurotecnología que sirva de rehabilitación en hospitales de todo el mundo; así será posible aplicarla al poco tiempo de sufrir una lesión. “Nuestro objetivo es desarrollar un tratamiento de fácil acceso”, dice Courtine.

 

En el protocolo que han utilizado, explica Eduardo Rocon, investigador científico del CSIC, “implantan unos electrodos específicamente diseñados para este tipo de estimulación en médula humana, y enfatizan la importancia del tiempo de la estimulación; ha de ser muy preciso para poder conducir la neuroplasticidad de forma concreta”.

Rocon -que junto a otros científicos del CSIC también investiga en cómo promover la neuroplasticidad desde una perspectiva robótica- recuerda que estos trabajos parten de una vieja premisa, por la que aplicar estimulación eléctrica directamente en la médula espinal lograría que los axones dañados se reconectaran y recuperaran el control de sus miembros inferiores. Uno de los pioneros es Reggie Edgerton, profesor de la Universidad de California en Los Ángeles, con quien Courtine se formó.

El último trabajo que ha publicado el grupo de Lausana explica por qué la estimulación medular no acababa de replicarse en humanos

Edgerton ideó una combinación de estimulación eléctrica, rehabilitación robótica y terapia farmacológica que funcionaba con cierto éxito en modelos roedores de lesión medular, pero la estimulación no acababa de replicarse en humanos. Courtine, con este estudio, aporta una explicación, como destaca Juan Lerma, profesor de Investigación​ en el Instituto de Neurociencias de Alicante. “Han visto que el fenómeno de colisión entre actividad eferente y aferente impedía el éxito de este tipo de rehabilitación; pero al evitar o minimizar esa interferencia, consiguen que funcione la estimulación de la médula espinal combinada con la rehabilitación y la información propioceptiva que genera. Así, explotan las capacidades plásticas remanentes de la médula espinal tras una lesión y aquellos circuitos afectados se potencian y recobran funciones perdidas”.

Un sueño neurocientífico

Para Lerma, desde el punto de vista neurocientífico, este hallazgo no solo abunda en la consabida plasticidad del sistema nervioso, sino que abre la puerta hacia el aprendizaje de nuevas fórmulas para poder emplear esa plasticidad como una vía terapéutica. “En mi opinión, este trabajo es una prueba de concepto que va más allá de la lesión medular, y que valida otros intentos por restaurar o reparar funciones perdidas o alteradas en el cerebro, incluidas las enfermedades mentales. Es el gran sueño de la neurociencia, que conociendo las propiedades plásticas, se puedan utilizar en beneficio terapéutico”.

Este trabajo podría ir más allá de la lesión medular: partir de la plasticidad cerebral para restaurar otras alteraciones como la enfermedad mental

Lo que aún se desconoce, y se sigue estudiando, es cuánto tiempo o periodos de tiempos, o incluso de por vida, de neuroestimulación serían necesarios para mantener el control motor y propioceptivo. Oliviero apunta que “seguramente será un periodo concreto, pero aún no se ha avanzado tanto como para saber si será el suficiente como para mantener la deambulación en el tiempo. De todas formas, lo más notable es que, por primera vez, se demuestra que esta estrategia no sólo se ocupa de la parte protésica, algo que sustituye, sino también de la que favorece la recuperación interna y funcional del paciente”. También hace hincapié en la rehabilitación, “absolutamente necesaria después de la neuroestimulación”, para lograr los objetivos marcados. Aunque la intensidad de la rehabilitación no está aún descrita, desde luego, sin ella la terapia de neuroestimulación no sería capaz de obtener estos resultados. Es, en definitiva, un tratamiento multimodal”.

Estrategias diferentes con un único objetivo

Estudios previos que utilizan enfoques similares, como los protocolos de estimulación eléctrica continua, han demostrado que algunos pacientes parapléjicos pueden caminar con la estimulación eléctrica, pero sólo en distancias cortas y siempre que la estimulación esté activada. Tan pronto como se desactiva la estimulación, los pacientes regresan inmediatamente a su estado de parálisis anterior y ya no pueden activar los movimientos de las piernas.

Circunstancias similares se reprodujeron el pasado mes de septiembre, cuando se publicaban en Nature Medicine los resultados de una colaboración de investigación entre la Clínica Mayo de Rochester y la Universidad de Los Ángeles (UCLA), ambas en Estados Unidos. La historia comienza cuando Jered Chinnock, de 29 años, se lesiona las vértebras torácicas en 2013 con pérdida completa de la función, lo que significa que no podía moverse ni sentir por debajo de la mitad de su torso.

En 2016, Chinnock participa en un programa, desarrollado por Kendall Lee, neurocirujano de la Clínica Mayo, que constaba de 22 semanas de rehabilitación después de las cuales se le implanta un electrodo en el espacio epidural -en un lugar concreto debajo del área lesionada- que se conecta a un dispositivo generador de pulso debajo de la piel del abdomen. La investigación demostró que Chinnock podía caminar con un andador de ruedas delanteras y pisar una cinta de correr colocando sus brazos en barras de apoyo para ayudar a mantener el equilibrio. Sin embargo, cuando la estimulación estaba apagada, el joven quedaba paralizado.

Parece así que una de las grandes diferencias entre los actuales trabajos del equipo suizo y los anteriores está en la permanencia de la estimulación medular. Mientras que en el nuevo trabajo de Courtaine ésta no es permanente para mantener la deambulación, en los estudios anteriores sí. No obstante, la estimulación medular es un área en constante y creciente desarrollo, tal y como lo ponen de manifiesto los actuales trabajos del bioingeniero Hugh Herr, premio Princesa de Asturias.

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