Responsable:
MARIA GUADALUPE OLAYO GONZALEZ
Objetivos:
Sintetizar por plasma polímeros con potencial para transportar cargas eléctricas en su estructura, orientados a la regeneración neuronal.
Antecedentes:
La lesión traumática de la médula espinal (LTME) causa discapacidad permanente y hasta la fecha no se cuenta con tratamientos eficaces para restablecer las funciones perdidas. Este padecimiento es un problema de salud pública que puede afectar a toda la población. Tiene su principal origen en accidentes, con mayor incidencia en la edad económicamente activa (20-45 años).
En los últimos años, el número de pacientes que sobreviven a una LTME crónica, se ha incrementado como consecuencia de los avances en la atención clínica. Sin embargo, la sobrevivencia no está acompañada de tratamientos exitosos para la recuperación de los pacientes. Por esto es necesario encontrar nuevas alternativas para tratar este tipo de padecimiento y lograr que los pacientes recuperen su autonomía y capacidad motora.
Se han realizado diversos intentos para promover la regeneración celular y/o reconexión de las comunicaciones perdidas del sistema nervioso después de una LTME. Los intentos van desde el trasplante de diversos tipos de células, por ejemplo, gliales, hasta el uso de tejido fetal indiferenciado, con poco éxito hasta el momento.
Otra de las estrategias que se han desarrollado es el uso de diversos biomateriales que funcionen como guía o soporte físico para favorecer el contacto entre los extremos dañados de la médula espinal lesionada. En esta área se han probado algunos materiales como geles (NeuroGel) y copolímeros (poli-D,L-lactato/óxido de polietileno) para promover la regeneración y el crecimiento axonal. Sin embargo, hasta la fecha tampoco hay resultados positivos de recuperación motora de los animales de prueba trasplantados con estos polímeros.
Por tal motivo, en este proyecto proponemos el uso de polímeros derivados de pirrol sintetizados por plasma para su aplicación en la medula espinal después de una lesión severa de sección total. Los polipirroles son materiales semiconductores y biocompatibles que se estudian actualmente para la creación de los futuros músculos artificiales, pero que también podrían favorecer los procesos de regeneración y de crecimiento axonal.
En un estudio piloto realizado por nuestro grupo multiinstitucional, se demostró que los polímeros derivados del polipirrol dopado y copolímeros de polipirrol/polietilenglicol favorecen la recuperación funcional en animales sometidos a un modelo de sección completa de la médula espinal. Asimismo, se demostró una integración de los biomateriales en el tejido medular al ser analizado con técnicas histológicas. Estos resultados sugieren que los polímeros derivados de pirrol sintetizado con técnicas desarrolladas en el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares ININ, favorecen los procesos de regeneración y crecimiento axonal, por ende ser una alternativa para el tratamiento en pacientes con LTME. Cabe aclarar que la técnica de síntesis de los polímeros empleados se emplea una metodología de polimerización con plasmas de resplandor en fase gaseosa (técnica estudiada por más de 15 años por los investigadores del ININ).
Sin embargo, es necesario validar la biocompatibilidad y la seguridad del uso de polipirroles en pacientes humanospara continuar el estudio con nuevos enfoques y nuevos materiales. El objetivo de este proyecto es estudiar la participación de los biomateriales polipirrol (PPy), polipirrol dopado con yodo (PPy/I) y polipirrol/polietilen-glicol (PPy/PEG) en ratas de laboratorio, para promover su recuperación funcional después de una sección completa de la médula espinal. El grupo de animales implantados se compararán con un grupo de de referencia (animales sin trasplante).
Beneficios:
El primero y más importante beneficio de este proyecto es que abre la posibilidad de tratamiento promisorio para pacientes con lesión traumática de la médula espinal (LTME). Hasta ahora, un paciente con lesiones en médula espinal está condenado a la parálisis y a la disfunción parcial del cuerpo, porque no hay un tratamiento que le devuelva las funciones y movimiento perdidos. Sin embargo, lo que muestran los resultados del proyecto en ratas de laboratorio, es que sí puede haber una recuperación al menos parcial. Aunque solo se han tratado lesiones de corte total de médula (que son las más graves, pero no las más frecuentes) la estrategia de uso de polipirroles puede ampliarse a otros tipos de lesión. Desde el punto de vista científico, es un gran salto hacia adelante en el tratamiento de este tipo de lesiones. Hay muchos estudios al respecto, pero solo pocos trabajos muestran recuperación motora y los que lo hacen reportan movimientos concientes incipientes en las extremidades afectadas.
Logros Obtenidos:
1. Se logró la síntesis y caracterización de polietilenglicol (PEG) y polietilenglicol polialilamina (PAl/PEG) para estudiar la compatibilidad de los materiales como implantes en medula espinal.
2. Se realizó la síntesis de policiclohexano para probar biocompatibilidad en mamíferos.
3. Se sintetizó 1-hexeno a diferentes condiciones de reacción buscando obtener la mayor cantidad de polímero, para estudiar sus propiedades de biocompatibilidad.
4. Se caracterizó PEG y PAl/PEG por espectrofotometría infrarroja (IR), microscopía de barrido y conductividad eléctrica.
5. Modificación superficial de polietileno con 1-hexeno para visualizar rastros de huellas dactilares en el polietileno.
Aplicaciones:
La aplicación y el principal beneficio social es la de obtener un polímero biocompatible que pueda emplearse para el tratamiento de la lesión traumática de la médula espinal (LTME).
Vinculación:
En el proyecto participan 5 instituciones:
Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ)
Dr. Guillermo J. Cruz Cruz
Dra. Ma. Guadalupe Olayo González
Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa (UAM)
Dr. Roberto Olayo González-Participa en la integración de todos los análisis y coordinación general del proyecto.
Dr. Juan Morales Corona- Participa en apoyo a las síntesis y a los análisis de estructura y térmicos de los materiales.
Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía (INNN)
Dr. Camilo Ríos Castañeda-Participa en la realización de los experimentos en modelos biológicos, con el objetivo de caracterizar los mecanismos bioquímicos promotores de la regeneración neuronal.
Dra. Araceli Díaz Ruiz- Participa en la evaluación de la actividad motora de los animales, desarrollo de técnicas histológicas para diagnóstico.
Instituto Mexicano del Seguro Social Hospital de Especialidades Siglo XXI (IMSS) y Camina A.C. Esta última es una asociación civil de investigación sin fines de lucro.
Dra. Hermelinda Salgado Ceballos- Participa en la realización de las cirugías de sección completa de la médula espinal en ratas y el implante de los biomateriales en el tejido nervioso.
Última modificación
31/03/2014 por Tonatiuh Rivero Gutiérrez