Neuropatía periférica es como se conoce al daño que sufren los nervios que se encuentran fuera del cerebro y de la medula espinal. Esto produce debilidad, hormigueo, entumecimiento y dolor general en las distintas extremidades del cuerpo, especialmente en pies y manos, y solo en Estados Unidos afecta a más de 20 millones de personas (6% de su población).
Es por ello que ingenieros del MIT han desarrollado una suerte de fibras intracorporales capaces de enviar luz a distintos nervios del cuerpo, que previamente han de haber sido manipulados genéticamente para responder a esa luz. A esta técnica se le denomina optogenética, y permite activar o inhibir el cerebro.
Así, las fibras, que son flexibles según el movimiento del cuerpo humano, envían pequeñas ráfagas de luz a los nervios que se encuentran fuera del cerebro e inhiben el dolor que produce la neuropatía periférica, lo que proporciona información a los científicos sobre su funcionamiento e interacción con el entorno. Y es que, hasta ahora, la optogenética se empleaba principalmente en el cerebro, una zona que carece de receptores del dolor y que permite, por ello, la implantación “relativamente indolora” de dispositivos rígidos.
“Los dispositivos que se utilizan actualmente para estudiar los trastornos nerviosos están hechos de materiales rígidos que limitan el movimiento"
Pero estos dispositivos rígidos -hechos de silicona- limitan el movimiento natural y pueden dañar los tejidos neuronales, razón por la cual los investigadores del MIT se preguntaron si la técnica podría extenderse a los nervios fuera del cerebro, que, al igual que los de dentro del cerebro y de la médula espinal, pueden sufrir trastornos como la ciática, la enfermedad de la motoneurona o entumecimiento y dolor generalizados.
“Los dispositivos que se utilizan actualmente para estudiar los trastornos nerviosos están hechos de materiales rígidos que limitan el movimiento, por lo que no podemos estudiar realmente las lesiones y la recuperación de la médula espinal si hay dolor de por medio", explica Siyuan Rao, profesor adjunto de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Massachusetts y que participó en este proyecto como parte de su postdoctorado en el MIT.
"Ahora se dispone de una herramienta para estudiar las enfermedades relacionadas con el sistema nervioso periférico en condiciones muy dinámicas, naturales y sin restricciones"
La que ha desarrollado su equipo es una herramienta experimental que, de momento, los científicos pueden utilizar para explorar tanto las causas como los posibles tratamientos de los mencionados trastornos nerviosos periféricos de los animales, que también se asocian con enfermedades como el Parkinson u otros trastornos del ánimo y del sueño. De ahí, el siguiente paso es su aplicación con seres humanos.
La definen como una “fibra suave, elástica y transparente hecha de hidrogel, una mezcla gomosa y biocompatible de polímeros y agua”. Para poder hacerla a proporción, crearon diminutos cristales de polímeros a nanoescala, que esparcieron por una solución más parecida a la gelatina.
"Con el tiempo, nuestra tecnología podría ayudar a identificar terapias mecanicistas novedosas para el dolor crónico y otras afecciones"
La fibra está formada por dos capas: un núcleo y un revestimiento exterior. Los investigadores le dieron a cada una de ellas un índice de refracción específico y diferente, y juntas lograron impedir que la luz que viajaba a través de la fibra se escapara o se dispersara. Después, la probaron con ratones -luz azul, excita la actividad neuronal; luz amarilla, la inhibe- y comprobaron que, al pasar un láser por la fibra implantada, estos eran mucho menos sensibles al dolor que los roedores a los que no se estimulaba con luz.
Además, incluso con la fibra implantada, los ratones podían correr sobre una rueda, manteniéndose la fibra robusta después de más de 30.000 vueltas a la rueda. "Ahora se dispone de una herramienta para estudiar las enfermedades relacionadas con el sistema nervioso periférico en condiciones muy dinámicas, naturales y sin restricciones", señala Xinyu Liu, profesora adjunta de la Universidad Estatal de Michigan y también coautora del estudio, publicado en la revista Nature Methods.
"Esperamos ayudar a diseccionar los mecanismos subyacentes al dolor en el sistema nervioso periférico. Con el tiempo, nuestra tecnología podría ayudar a identificar terapias mecanicistas novedosas para el dolor crónico y otras afecciones debilitantes como la degeneración nerviosa”, sentencia.