18 . 03 . 2017 / Nº 61

ByAxon, el proyecto europeo que persigue crear un bypass para la lesión medular

SaluDigital ha charlado con la doctora Teresa González, co-coordinadora de una investigación que ha sido dotada con 3,7 millones de euros por la Comisión Europea.

JUANJO CARRILLO | Madrid - 18-03-2017

La Organización Mundial de la Salud (OMS) cifra en torno a 500.000 los casos de lesiones de la médula espinal que se producen cada año en el planeta. Para ser precisos, el organismo para la salud de las Naciones Unidas define esta lesión como el resultado de los daños sufridos en la médula espinal a consecuencia de un traumatismo, tal como un accidente de tráfico, o una enfermedad degenerativa como, por ejemplo, un cáncer. El Hospital Nacional de Parapléjicos (Toledo), centro público de referencia en España para el tratamiento de la lesión medular, ha difundido recientemente su balance de ingresos de 2016 en donde se observa que sus profesionales atendieron a 229 pacientes nuevos con lesión medular aguda de un total de 1.121 ingresos, incluyendo revisiones. De ellos, el 48,8% se debieron a lesiones traumáticas y el resto a enfermedades neurológicas, siendo la caída accidental en el hogar la primera causa. De estos ingresos, tan solo un 5% se debieron a accidentes durante la práctica de algún deporte.

"ByAxon supone, además, una importante mejora en aplicaciones médicas como los tratamientos de párkinson o la epilepsia"
Con el objetivo de mejorar la calidad asistencial de los pacientes que sufren una lesión medular, investigadores españoles van a coordinar ByAxon, un proyecto europeo centrado en desarrollar una nueva generación de interfaces neuronales basados en nanotecnología, que permitan acceder directamente a los especialistas a la médula espinal con suficiente resolución. El Instituto Madrileño de Estudios Avanzados de Nanociencia (Imdea Nanociencia) será el encargado de organizar esta investigación. La doctora de este instituto y co-coordinadora del proyecto, Teresa González, ha charlado con SaluDigital para explicar los detalles de un trabajo que persigue el "sueño final de un bypass para daños medulares".

Para ser precisos ByAxon, cuya duración será de cuatro años a partir de enero de 2017, propone en último término "fabricar el prototipo de un implante activo que pueda funcionar directamente en la médula espinal lesionada, como un bypass. La función primordial de este dispositivo será restituir la trasmisión de señales neuronales sensoriales hasta el cerebro, actuando como un puente activo local en la médula espinal, algo que no es viable con la tecnología disponible la actualidad", comenta la doctora González.


Teresa González explica que en este proyecto "se emplearán materiales magneto resistivos de superficie escalonada a escala nanométrica para desarrollar sensores capaces de detectar el campo magnético producido por la actividad neuronal, cuyo valor es unas diez mil veces más pequeño que campo magnético terrestre". Para entender la especificidad de ByAxon, hay que destacar que un nanómetro es mil millonésima parte de un metro. La propia co-coordinadora de la investigación europea subraya que "detectar estas señales a nivel cerebral es tan sólo posible a día de hoy empleando la técnica de la magneto encefalografía, que requiere el uso de materiales superconductores, y por lo tanto de nitrógeno líquido para su funcionamiento.

En paralelo, los investigadores del proyecto fabricarán electrodos eléctricos de alta biocompatibilidad y adherencia gracias a su superficie cubierta de nanohilos conductores. Estos electrodos permitirán emitir impulsos eléctricos que desencadenen la actividad neuronal con bajo impacto, haciéndolos de gran interés también para tratamientos del párkinson o en implantes retinales. Así, el trabajo cubre tanto la detección como la producción de la actividad neuronal con una nueva generación de interfaces mejoradas de alta resolución y gran flexibilidad de uso.

CONSORCIO EUROPEO

Dotado con 3,7 millones de euros por la Comisión Europea, ByAxon es uno de los proyectos de gran relevancia estratégica que promueve Tecnologías Emergentes de Futuro en el marco Horizonte 2020. Un programa de busca "fortalecer investigaciones de alto riesgo basadas en ideas rompedoras". De esta manera, la Unión Europea (UE) pretende incentivar trabajos en los que investigadores de varios campos se unen para emplear de manera rompedora el conocimiento de un campo para avanzar en otro que tenga un alto interés aplicado para nuestra sociedad.

Para abordar este proyecto se ha creado un consorcio de tres centros de investigación, un hospital y una mediana empresa procedentes de cuatro países europeos. El trabajo está dirigido desde el Imdea Nanociencia con dos co-coordinadores: la doctora Teresa González y el profesor Rodolfo Miranda. Un instituto en el que se fabricarán, además, los activadores de superficie nanoestructurada, mientras que la fabricación de los sensores magnéticos lo llevará a cabo el grupo del doctor Laurence Merchin, del Centre National de la Recherche Scientifique en Caen (Francia). Así mismo, el instituto madrileño realizará la primera caracterización de ambas interfaces, se encargará de la integración de los elementos en un dispositivo funcional y de la fabricación del sistema de bypass.


Las pruebas de biocompatibilidad estarán a cargo de la doctora María Concepción Serrano del Hospital Nacional de Parapléjicos de Toledo, centro de referencia a nivel europeo por proyectos similares. Por su parte, los experimentos directos de la detección y activación de señales neuronales en muestras biológicas se realizarán en el prestigioso grupo de Laura Ballerini, en la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati de Trieste (Italia). En Alemania, la empresa MfD-Diagnostics estará a cargo de los estudios in vivo. El proyecto cuenta, además, con dos importantes observadores que ejercen las funciones de asesores externos: el doctor Luis Ley, jefe del Servicio de Neurocirugía del Hospital Universitario Ramón y Cajal de Madrid y la empresa Boston Scientific.

ALTAS EXPECTATIVAS

"En la última etapa del proyecto prevemos tests de implantación in vivo del bypass en ratas"
La doctora Teresa González explica a este semanario que está previsto utilizar en la investigación ensayos in vitro e in vivo. "Durante el proyecto se realizarán pruebas de biocompatibilidad de todas las partes que integran las interfaces neuronales, primero in vitro y luego subcutáneas in vivo, en ratas. Además se comprobará la eficacia tanto de los sensores como de los activadores neuronales. Esto se hará primero por separado en cultivos de neuronas corticales y de hipocampo de roedores in vitro. A continuación se comprobará la recuperación de la transmisión de señales neuronales en cultivos de médula espinal, de nuevo in vitro. En la última etapa de proyecto, después de un resultado positivo de las pruebas anteriores, prevemos tests de implantación in vivo del bypass en ratas", señala la co-coordinadora del trabajo europeo.

Entre las expectativas que persigue ByAxon, la co-coordinadora del proyecto asegura que "además de nuestro sueño final de diseñar un bypass para daños medulares, las interfaces que vamos a desarrollar dentro de la investigación supondrán una importante mejora en varias aplicaciones médicas como los tratamientos de párkinson o la epilepsia, los implantes retinales y técnicas de diagnóstico como la electroencefalografía, electrocorticografía o magnetocardiografía. Sensores de campo magnético de altísima resolución que trabajen a temperatura ambiente, como los que busca desarrollar ByAxon, tendrán de hecho aplicaciones en muchos campos como detectores de defectos en metales o anomalías geofísicas o en tratamientos de limpieza del agua". La propia doctora de Imdea Nanociencia concluye afirmando que, respecto a la utilidad del trabajo para interfaces neuronales, "estos sensores supondrán también un avance en una variedad de interfaces cerebro-máquina cotidianas que, haciendo por ejemplo uso de comunicación inalámbrica nos sirvan para controlar ordenadores y robots con sólo pensarlo".