La médula espinal humana es uno de los sistemas biológicos más complejos conocidos por la ciencia: es una disposición mecánica, química y eléctrica de diferentes tipos de células que trabajan en armonía para producir y regular una multitud de funciones neurológicas, incluida una marcha.

Hasta ahora, los métodos tradicionales de obtención de imágenes y mapeo han ofrecido una visión generalizada de los mecanismos celulares de la médula espinal. Pero esta falta de especificidad desdibuja las distintas funciones y reacciones de los tipos de células individuales y ha dificultado el desarrollo de tratamientos dirigidos, ya que las terapias no se podían ajustar con precisión para abordar dinámicas celulares específicas.

Frente a este panorama, investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) (Suiza) han elaborado un ´atlas´ de código, que proporciona una comprensión integral de la biología de las lesiones de la médula espinal y allana el camino para nuevas terapias.

El trabajo, publicado en ´Nature´, no sólo identifica un conjunto específico de neuronas y genes que desempeñan un papel clave para la recuperación de lesiones medulares, sino que también propone una terapia genética exitosa derivada de los hallazgos.

"En este estudio, nuestro objetivo se centraba en la comprensión biológica de la lesión de la médula espinal. Al ofrecer una vista excepcionalmente detallada de la dinámica celular y molecular de la lesión de la médula espinal en ratones a lo largo del espacio y el tiempo, los cuatro atlas celulares que componen ´Tabulae Paralytica´ cierran una brecha de conocimiento histórica, allanando el camino para tratamientos específicos y una recuperación mejorada", explicó Grégoire Courtine, responsable del trabajo llevado a cabo por un grupo que han integrado tecnologías de mapeo celular y molecular de vanguardia con inteligencia artificial para trazar los complejos procesos moleculares que se desarrollan en cada célula después de una lesión de la médula espinal.

Para crear el primer mapa celular completo de lesiones de la médula espinal en modelos de roedores, los investigadores emplearon dos tecnologías innovadoras. La primera, la secuenciación unicelular, examina la composición genética de cada célula. Si bien se ha utilizado durante más de una década, los avances recientes permitieron a los científicos ampliar el proceso como nunca antes, generando informes detallados de millones de células de la médula espinal.

En segundo lugar, la transcriptómica espacial (una tecnología de vanguardia que nos muestra dónde ocurren estas actividades celulares) amplió el mapa a lo largo de toda la médula espinal, preservando el contexto espacial y las relaciones entre los diferentes tipos de células.

Novedosa terapia génica

El primer tratamiento que surge de esta nueva comprensión de la intrincada dinámica celular de la parálisis es una terapia genética dirigida. Desarrollada en colaboración con el profesor Bernard Schneider de Neuro X de la EPFL, la terapia aprovecha un hallazgo crucial: los investigadores descubrieron que un tipo específico de célula de soporte llamada astrocito pierde su capacidad de responder a las lesiones, en experimento con animales de edad avanzada.

"Nuestros datos respaldan desterrar la creencia de que los astrocitos eran perjudiciales para la reparación neuronal. y sugieren, en cambio, un papel protector esencial para estas células que puede explotarse para reparar lesiones de la médula espinal", explicó Mark Anderson de la EPFL, autor principal del estudio.

Además, otro resultado clave es la identificación de un subconjunto específico de neuronas, conocidas como neuronas Vsx2, que están inherentemente equipadas para promover la recuperación. "Nuestros estudios anteriores han apuntado en esa dirección, pero con esta nueva y perfeccionada comprensión, ahora podemos decir con certeza que las neuronas Vsx2 son en gran medida responsables de la reorganización del circuito neuronal, lo que significa que son, con diferencia, la población de neuronas más interesante para la investigación". reparar lesiones de la médula espinal", afirma Jordan Squair, otro autor principal del estudio de la EPFL.

"Por tanto, a partir de ahora disponemos de un mapa detallado que no sólo nos muestra qué células están involucradas sino también cómo interactúan y cambian durante el transcurso del proceso de lesión y recuperación. Esta comprensión integral es crucial para desarrollar tratamientos que se adapten con precisión a células específicas y requisitos únicos para la reparación de diversas lesiones, facilitando el camino para la obtención de terapias más efectivas y personalizadas". ", concluyó Squair.