Tejido sintético capaz de reparar corazones

Tejido sintético capaz de reparar corazones

Combinando conocimientos de química, física, biología e ingeniería, unos científicos han desarrollado un biomaterial lo suficientemente resistente como para reparar con él corazones, músculos y cuerdas vocales. Este logro representa un importante avance en la medicina regenerativa.

Las personas que se recuperan de una lesión cardíaca suelen enfrentarse a un proceso largo y complicado, sin garantías de que llegue a buen puerto. La curación es un desafío debido al constante movimiento que deben soportar los tejidos cuando el corazón late. Algo parecido ocurre con las cuerdas vocales. Hasta ahora no existía ningún material inyectable lo bastante robusto para permitir una curación plena de estas lesiones.

Ahora, si los futuros ensayos clínicos tienen buen resultado, sí se dispondrá de un material capaz de afrontar con éxito esos retos.

El trabajo es obra de un equipo que incluye, entre otros, a Guangyu Bao, Luc Mongeau y Jianyu Li, los tres de la Universidad McGill en Canadá.

El producto desarrollado por los investigadores es un hidrogel inyectable. El hidrogel es un tipo de biomaterial que proporciona espacio, a modo de andamio, para que las células vivan y crezcan. Una vez inyectado en el cuerpo, el biomaterial forma una estructura estable y porosa (el “andamio”) que permite a las células vivas crecer allí e incluso cruzar a otra parte, para reparar entre todas ellas los órganos lesionados.

Los científicos probaron la durabilidad de su hidrogel en una máquina que desarrollaron para simular la biomecánica extrema de las cuerdas vocales humanas. Al vibrar a 120 veces por segundo durante más de 6 millones de ciclos, el nuevo biomaterial permaneció intacto mientras que otros hidrogeles estándar se fracturaron en pedazos, incapaces de soportar la tensión estructural.

Bao y sus colegas exponen los detalles técnicos del nuevo material en la revista académica Advanced Science, bajo el título “Injectable, pore-forming, perfusable double-network hydrogels resilient to extreme biomechanical stimulations”.

Referencias:

– https://noticiasdelaciencia.com/art/43225/tejido-sintetico-capaz-de-reparar-corazones

 

4 incertidumbres que aún tenemos sobre la covid-19

4 incertidumbres que aún tenemos sobre la covid-19

La pandemia de covid-19 nos colocó en enero de 2020 sobre una montaña rusa de miedos, esperanzas, desesperaciones y euforias de la que aún no nos hemos bajado.

Hay momentos en que todos pensamos que la pandemia ya es cosa del pasado, y otros en que parece que comenzamos de nuevo desde cero. El último susto nos lo ha dado la nueva variante ómicron.

Quizá recapitular y enumerar las incertidumbres que nos quedan aún respecto al virus SARS-CoV-2 y su eliminación nos ayude a enfrentar los meses venideros.

1. ¿Va a volverse el virus endémico?

Pues estamos empezando a pensar que no. Primero, por lo que nos enseña la historia. Las dos pandemias semejantes a esta que hemos sufrido (viruela y poliomielitis) sólo se consiguieron atajar a base de medidas de contención y vacunación masiva, y llevó muchos años. En el caso de la viruela fueron varios siglos, y conllevó la invención de las vacunas. Y la polio, descrita por primera vez en 1840, todavía no está erradicada, puesto que aún se notifican casos en dos países del mundo. Con lo que va camino de los dos siglos.

Ninguno de estos dos virus se ha convertido en endémico: ha habido que erradicarlos y ha llevado mucho tiempo. Cada vez está más claro que lo mismo puede pasar con SARS-CoV-2.

En segundo lugar, no es un virus inocuo como un catarro. La infección por SARS-CoV-2 es un síndrome respiratorio, inicialmente similar a una gripe (y en muchos casos lo es). Pero ahora sabemos que también puede dejar secuelas que permanecen durante meses. Más adelante sabremos cuánto y en qué medida exactamente, pero muchas personas están sufriendo las consecuencias de la infección. Además, si desagregamos los datos totales de afectados por covid persistente, la balanza se inclina hacia las mujeres.

2. ¿Debemos dejar que circule a su antojo?

Hace meses, algunos barajaron esa posibilidad, pero las evidencias demuestran que no era buena idea. No hasta que sepamos más sobre las secuelas. Nos preocupan especialmente los niños, que tienen toda la vida por delante y podrían padecerlas de forma crónica.

La situación en España es mejor con respecto a otros países de nuestro entorno gracias a la gran aceptación de las vacunas y al mantenimiento de medidas como mascarillas en interiores. Pero el aumento de los casos en las últimas semanas indica que la tónica de algunos países europeos de rescatar medidas que se habían abandonado nos llegará a nosotros. Basta observar la rapidez con que se han cancelado en toda Europa los vuelos con Sudáfrica al aparecer una nueva variante de preocupación. Y no debemos olvidar que la nueva variante ha aparecido en un país con bajos niveles de vacunación donde el virus, básicamente, campa a su antojo.

3. ¿Qué pasa? ¿No funcionan las vacunas?

Sí funcionan, pero aún no tenemos vacunas esterilizantes (es decir, que impidan la transmisión). Además, nuestro sistema inmunitario, con las vacunas actuales, no es una pared blindada. Casi lo es cuando nos acabamos de vacunar, pero cuando pasa un tiempo y descienden los anticuerpos en sangre, podemos contagiarnos y el virus se divide en nuestras mucosas.

Lleva un tiempo desplegar la respuesta inmune, y durante ese tiempo podemos transmitirlo. En menor medida que los no vacunados, pero lo transmitimos. No acabaremos en el hospital ni moriremos, pero durante el tiempo que transcurre hasta que nos deshacemos del virus, podemos contagiar.

Los estudios preclínicos y clínicos de las vacunas publicados confirman que los virus se replican en personas vacunadas. Es decir, no eliminan la transmisión del virus.

¿Eso ocurre con todas las vacunas? Con las que han llegado antes y están aprobadas, sí. La disminuyen mucho, pero la protección que nos otorgan no elimina el virus totalmente. Nos protegen de la enfermedad grave, como se demuestra, afortunadamente, por el descenso acusado de fallecimientos, pero no son completas.

Es un factor muy importante que, de momento, permite al virus moverse a sus anchas, reproducirse y evolucionar hacia variantes más contagiosas, como ha ocurrido hasta ahora.

La buena noticia es que la investigación en vacunas continúa, y a estas vacunas de primera generación seguirán otras que, además de adaptarse a nuevas variantes o ser más completas en el reconocimiento del virus, conseguirán doblegarlo y eliminarlo. Probablemente deberemos revacunarnos hasta que lleguen, para que las defensas no disminuyan. Y, cuando lleguen, para erradicar la enfermedad.

Algunas de estas vacunas se administrarán de forma nasal u oral, desarrollando defensas en las vías respiratorias altas para atajar el problema desde el minuto uno del contagio.

4. ¿Qué va a pasar?

Seguiremos teniendo oleadas. Ya menos letales, pero el virus seguirá cebándose con los vulnerables (por no estar vacunados o por no tener una respuesta inmune adecuada). Y seguirá propagándose hasta que nos inmunicen a todos con una vacuna esterilizante. Pensamos que el virus no se va a endemizar, sino que tendremos que aplastarlo por varias vías, como hicimos con viruela y polio.

A no ser que surja una variante que produzca enfermedad muy leve (tipo catarro), sin secuelas, muy transmisible y que desplace a todas las demás. Otros coronavirus lo han hecho. En ese caso, el virus se instalaría conviviendo entre nosotros y produciendo un catarro más de los que ya circulan.

Por lo que sabemos hasta ahora, la nueva variante Ómicron podría ser de este tipo. Si lo es, estupendo. Si no, no pasa nada: seguiremos ajustando nuestras incertidumbres. Es así como se trabaja en ciencia.

Referencias:

– https://www.bbc.com/mundo/noticias-59477692

– https://theconversation.com/covid-19-la-pandemia-de-las-incertidumbres-172642

Un implante cerebral logra eliminar la depresión

Un implante cerebral logra eliminar la depresión

Científicos han conseguido, mediante un implante personalizado, aliviar la depresión severa de una mujer que no respondía a ningún otro tratamiento.

Un equipo de investigadores de la Universidad de California en San Francisco (EE. UU.) han conseguido, mediante un implante cerebral personalizado, aliviar los aplastantes síntomas de la depresión severa de una mujer, Sarah, de 36 años de edad, permitiéndole ver una vez más la belleza del mundo y de la vida. «Es como si mi lente sobre el mundo hubiera cambiado», dijo Sarah, la paciente voluntaria que solicitó ser identificada solo por su nombre de pila.

Sarah llevaba con depresión severa varios años.

Los científicos implantaron electrodos de alambre delgado temporales en su cerebro. Estos electrodos permitieron a los investigadores monitorear la actividad cerebral correspondiente a los síntomas de depresión de Sarah, un patrón que los investigadores podrían usar como biomarcador. En el caso de esta paciente, surgió un signo en particular: una onda cerebral rápida llamada onda gamma en su amígdala, una estructura cerebral que se sabe que está involucrada en las emociones.

Estimulación cerebral profunda

Así que le prepararon un dispositivo a medida: el implante fue construido específicamente para el cerebro de Sarah. Basándose en estimulación cerebral profunda, el procedimiento utiliza la comunicación eléctrica entre dos componentes implantados en el cuerpo: un electrodo con varios puntos de contacto, implantado en el cerebro, y un generador de impulsos programable, implantado en algún lugar debajo de la piel. Mediante ensayo y error, los científicos identificaron un área cerebral estrechamente conectada, el estriado ventral, donde una pequeña dosis de electricidad parecía tener un impacto inmediato y profundo.

Los electrodos implantados en su cerebro, enviaron impulsos eléctricos a otras estructuras implantadas, casi como «un marcapasos para el cerebro». La estimulación de alta frecuencia en el área objetivo del cerebro hizo que se bloquearan las señales que causaban los síntomas de la depresión.

Tras el tratamiento, la mujer mostró una «mejora rápida y sostenida» en la gravedad de la depresión, explican los investigadores en su estudio publicado en la revista Nature Medicine.

«Se requiere trabajo futuro para determinar si los resultados y el enfoque de este estudio de paciente único se generalizan a una población más amplia», aclara la neurocientífica de UCSF Katherine Scangos, quien dirigió el estudio.

El dispositivo cuesta alrededor de 35.000 dólares (unos 30.000 euros) y es una versión adaptada de uno que se usa normalmente para tratar la epilepsia, llamado NeuroPace RNS System. El enfoque utilizado por los investigadores requirió una gran cantidad de tecnología sofisticada de imágenes y aprendizaje automático.

Aunque la terapia se ha probado en un solo paciente, y solo sería adecuada para aquellos con una enfermedad grave, el éxito se considera enormemente significativo. Gracias a este avance, la depresión pronto podría tratarse simplemente mediante un implante cerebral, a tenor de los exitosos resultados de este pionero experimento y también poder ofrecer un tratamiento personalizado para todos aquellos trastornos neurosiquiátricos difíciles de tratar.

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), más de 264 millones de personas en todo el mundo padecen TDM y otros 20 millones padecen esquizofrenia. Ambos se encuentran entre los precursores más comunes del suicidio.

Por el momento, los investigadores ya han inscrito a dos pacientes más y esperan reclutar a nueve más para evaluar si la técnica se puede aplicar de forma más masiva.

Referencia:

– https://www.muyinteresante.es/salud/articulo/un-implante-cerebral-logra-eliminar-la-depresion-141633420181

Científicos españoles logran que una mujer ciega reconozca formas y letras con un implante en el cerebro

Científicos españoles logran que una mujer ciega reconozca formas y letras con un implante en el cerebro

Por primera vez se han usado electrodos directamente en la corteza visual de una persona invidente

Bernardeta Gómez era profesora de Biología en un instituto de Valencia cuando, hace 16 años, una septicemia la dejó ciega. Ahora, con 57 años, un implante dentro del cerebro le ha permitido percibir patrones y reconocer algunas letras del alfabeto. Incluso ha podido jugar a una versión sencilla del comecocos. El sistema, diseñado por científicos de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH), contaba con un centenar de electrodos colocados en la región cerebral encargada de la visión. Es la primera vez que se usa esta tecnología en una persona invidente. La ceguera de la antigua docente volvió una vez que se desenchufó, pero ahora están reclutando nuevos voluntarios para ir más allá.

“Me pusieron el implante el lunes 22 de octubre de 2018. El martes ya estábamos con el experimento”, rememora Gómez. “Los tres primeros meses, lo que iba a durar la investigación, no avanzamos mucho, pero insistí en que se alargara. Fue entonces cuando empecé a distinguir cambios en la intensidad. Eran como lentejuelas muy luminosas y, según variaban los parámetros, las veía más o menos intensas, más o menos grandes”, añade.

Lo que Gómez llama “lentejuelas” son los llamados fosfenos, un fenómeno visual en forma de flashes o puntos luminosos. Cualquiera que se frote los párpados con cierta fuerza puede ver una lluvia de ellos con los ojos cerrados. En las personas ciegas son habituales y muchas veces espontáneos. En el caso de la exprofesora, los solía ver cuando se producía algún sonido fuerte o tenía un sobresalto, pero también de forma inesperada.

El director del Grupo de Neuroingeniería Biomédica del Instituto de Bioingeniería de la UMH Eduardo Fernández explica que los fosfenos aparecen como un punto concreto del espacio visual. “La retina tiene una especie de mapa en el córtex cerebral que conecta con el campo visual. Este mapa retinotópico se había estudiado en personas que ven: estimulas una parte determinada y ves algo concreto y no otra cosa. Nos ha sorprendido que estas predicciones se cumplan completamente en una persona ciega. El mapa sigue ahí”, detalla. El problema con el que se encontraban con la profesora es que unas veces aparecían al estimular el córtex occipital derecho (tras la oreja, en la parte superior), sede del procesamiento visual, y otras lo hacían de forma espontánea. Como bromea Gómez, “ellos [por los científicos] iban tan a ciegas como yo”.

La investigación, en la que han participado científicos de la universidad alicantina, el Instituto de Neurociencia de Países Bajos, o la Universidad de Utah (Estados Unidos), es pionera en muchos sentidos. Lo que hicieron fue insertar una placa con 96 electrodos dentro del cerebro. Cada uno tiene una longitud de 1,5 milímetros y un diámetro de 80 micras. “Tienen el tamaño de las neuronas con las que queremos comunicar”, dice Fernández. Los neurocientíficos llevan varios años probando estas placas en personas con parálisis o incapacitadas para comunicarse. “Es la primera vez que se implanta en la región visual del cerebro y en una persona ciega”, destaca el investigador de la UMH. Además, los electrodos no solo envían señales eléctricas, también recogen la respuesta neuronal, enviándola a un sistema externo. Algo igual de novedoso. Todos los detalles del estudio aparecen en la última edición de la revista científica Journal of Clinical Investigation.

El sistema se completó con una retina artificial (un procesador de imagen similar al de las cámaras, montado sobre unas gafas convencionales). Su misión era convertir el estímulo óptico en eléctrico, que es lo que activa al cerebro. A diferencia de otros enfoques que intentan que el ojo recupere parte de la visión, como el de la optogenética, “aquí nos hemos saltado el ojo”, dice el director del proyecto. Los ojos de Gómez no percibían ni la luz.

Al principio, los investigadores activaban los electrodos uno a uno. Así que provocaban la aparición de un único fosfeno. La profesora de Biología recuerda que decía: “Que estoy viendo un punto”. A medida que el cerebro de Gómez se entrenaba, los autores del estudio elevaron la complejidad de la estimulación, aumentando el número de electrodos que activaban a la vez. “Lo fueron complicando y empecé a ver barras estrechas, anchas, cuadrados… y luego aprendí a distinguir los patrones, llegue a percibir un rostro humano y el de un perro”, dice. Incluso, pudo jugar a una versión simplificada del comecocos en la que tenía que evitar que la pillaran. “Fue una experiencia, como decirlo, total. No me salen las palabras”, termina.

En la detección de patrones y formas, la paciente pasó de un porcentaje de acierto del 81,4% al 100%. En el último mes de los seis que duraron los experimentos, fueron más allá e investigaron la percepción de letras usando la activación de 16 electrodos de forma simultánea. Gómez pudo distinguir algunas, como la L, C, V u O con un 70% de aciertos. Pero no pudieron inducir la percepción de todo el alfabeto e ignoran por qué.

Casi todo en la investigación es tan nuevo que no había precedentes con los que comparar. Por ejemplo, fueron ajustando la señal eléctrica hasta identificar el umbral necesario para lograr una respuesta del cerebro de la profesora. Los intentos de estimular el cerebro para que las personas ciegas recuperen al menos parte de la visión se remontan a los años setenta del siglo pasado. Pero siempre fue una estimulación desde fuera. Aquí abren la cabeza y van al cerebro directamente. A diferencia de los sistemas de electrodos que se ponen sobre el cuero cabelludo, que funcionan en el rango de los miliamperios, estos implantes directos rebajan el amperaje en varios órdenes de magnitud. La cercanía permite una mayor resolución con menos energía, pero había que afinar para evitar una estimulación excesiva. El umbral medio de la antigua docente lo cifraron en 66,8 microamperios.

Para Jaume Català, oftalmólogo de los hospitales catalanes Sant Joan de Déu y el de Bellvitge, los resultados de esta investigación son “un hito en visión artificial con estimulación cortical”. Enseguida limita su entusiasmo: “Se trata de un caso individual y de un estudio piloto”. Para Català, “esta aproximación es capaz de plantear posibles soluciones en aquellos pacientes que en algún momento tuvieron visión y la han perdido totalmente, ya sea por alteraciones de la retina o del nervio óptico”. Pero, aclara, el córtex visual debe ser funcional. “Aún estamos lejos de conseguir una visión funcional tanto por la duración de los implantes, como por su predictibilidad y la necesidad de estudiar y conocer mejor la complejidad y múltiples vías de las áreas visuales de la región cortical”, recuerda.

El trabajo muestra también lo mucho que queda por hacer. Para que personas como Gómez puedan aprovechar los resultados de investigaciones de este tipo, todavía hay que solventar varios problemas. Uno es el del número de electrodos. Los 96 usados aquí, que ocupan un cuadrado de 4×4 milímetros tendrían que ser ampliados y mucho. El equipo de Fernández publicó en la revista Science un experimento en el que usaron una placa con 1.024 electrodos para estudiar la respuesta cerebral, “pero fue en monos que veían”, recuerda el neurocientífico.

Otro obstáculo a esquivar es que Gómez tenía que estar conectada a una unidad central mientras participaba en las pruebas. Una vez terminaba, se desenchufaba y dejaba de ver esos fosfenos. Y transmitir y recibir de forma inalámbrica requeriría una energía que podría generar otros problemas. “Necesitamos más datos” dice el investigador de la UMH. Para ello, han ampliado los ensayos a otras personas. “Hemos recibido solicitudes de todo el mundo esperando volver a ver, pero eso no va a pasar, esto es investigación. Buscamos gente como Berna, que sabía que no iba a volver a ver. Si no, les podríamos hacer mucho daño”, resalta.

Bernardeta Gómez asegura que no siente especial nostalgia por haber vuelto a ver un poco durante unos meses. En sus propias palabras: “Sabía a lo que iba. Tenía muy claro que no iba a recuperar la vista, pero siento una gran satisfacción personal y con eso ya me siento pagada”.

Referencia:

– https://elpais.com/ciencia/2021-10-19/cientificos-espanoles-logran-que-una-mujer-ciega-reconozca-formas-y-letras-con-un-implante-en-el-cerebro.html

Trasplantan con éxito un riñón de cerdo en una mujer con muerte cerebral

Trasplantan con éxito un riñón de cerdo en una mujer con muerte cerebral

Se trata de una operación histórica que aporta un paso más para que la utilización de órganos animales en humanos sea una realidad

Un equipo quirúrgico dirigido por el doctor Robert Montgomery en las instalaciones de Longone Health de la Universidad de Nueva York (EE. UU.) ha trasplantado con éxito un riñón de cerdo a un receptor humano. Es el primer caso en el que un riñón ha sido trasplantado de un organismo diferente, científicamente conocido como xenotrasplante, y no ha sido rechazado por el sistema inmunológico del huésped, ya que el riñón ha funcionado como se suponía: filtrando desechos y produciendo orina sin mayores consecuencias. Esta exitosa demostración ofrece un rayo de esperanza a cientos de miles de personas en el mundo que actualmente se encuentran en eternas listas de espera para trasplantes de órganos.

¿Cómo ha sido el proceso?

El trasplante implicó el uso de un cerdo cuyos genes habían sido alterados de modo que sus tejidos ya no contenían una molécula conocida por desencadenar un rechazo casi inmediato. La receptora era una paciente estadounidense con muerte cerebral con signos de disfunción renal, cuya familia aceptó el experimento antes de que le quitaran el soporte vital, dijeron los investigadores.

Primero, el nuevo riñón de cerdo se adhirió a sus vasos sanguíneos y se mantuvo fuera del cuerpo, permitiendo que los investigadores pudieran tener acceso a él y no solo monitorizarlo.

El riñón produjo «la cantidad de orina que cabría esperar» de un riñón humano trasplantado, dicen los expertos, y no hubo evidencia del rechazo temprano y vigoroso que se observa cuando los riñones de cerdo no modificados se trasplantan a primates no humanos.

Un paso significativo

Los científicos llevan trabajando durante décadas sobre la posibilidad de usar órganos de animales para trasplantes, pero se han visto obstaculizados por el gran problema de cómo prevenir el rechazo inmediato por parte del cuerpo humano.

El equipo planteó la hipótesis de que eliminar el gen del cerdo de un carbohidrato que desencadena el rechazo, una molécula de azúcar o glicano, llamada alfa-galactosa, evitaría el problema. El cuerpo humano ataca y finalmente rechaza el trasplante cuando el sistema inmune humano detecta esta sustancia extraña, así que implantaron un embrión de cerdo con un gen modificado dentro de una cerda sustituta y esta dio a luz un lechón con sistema inmunológico modificado. Una vez adulto, el cerdo también se sometió a una cirugía para unir su timo a su riñón. El timo es una pequeña glándula cerca de la parte superior de los pulmones, que produce glóbulos blancos. Luego, los cirujanos unieron el órgano al muslo del receptor humano. No hubo rechazo.

Aún no se han publicado datos científicos sobre el trasplante y será necesario una evaluación técnica antes de que pueda considerarse un éxito total. Pero es un gran paso.

Los cerdos tienen órganos similares a los humanos, con la ventaja de que también son comparables en tamaño a los nuestros, y se crían regularmente para el consumo de carne, lo que significa que es menos probable que planteen preocupaciones éticas entre el público que, por ejemplo, los órganos extraídos de otros primates. Y la necesidad de órganos para trasplantes es cada vez mayor en nuestra sociedad.

Referencias:

– https://www.muyinteresante.es/salud/articulo/trasplantan-con-exito-un-rinon-de-cerdo-en-una-mujer-con-muerte-cerebral-481634802338