Cuando se lesiona la médula espinal las fibras nerviosas dañadas, llamadas axones, normalmente no pueden volver a crecer, lo que lleva a una pérdida permanente de la función.

Un nuevo estudio de colaboración entre los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos y la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana realizado en ratones sugiere que aumentar el suministro de energía dentro de los nervios de la médula espinal lesionados podría ayudar a promover el crecimiento de las fibras nerviosas y restaurar algunas funciones motoras.

Cuando se lesiona la médula espinal las fibras nerviosas dañadas, llamadas axones, normalmente no pueden volver a crecer, lo que lleva a una pérdida permanente de la función. Se han realizado considerables investigaciones para encontrar formas de promover la regeneración de los axones después de una lesión.

"Somos los primeros en mostrar que la lesión de la médula espinal produce una crisis energética que está intrínsecamente relacionada con la capacidad limitada de los axones dañados para regenerarse", explica en la revista en 'Cell Metabolism' el coautor del estudio Zu-Hang Sheng, investigador principal en el Instituto Nacional de los NIH de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS).

Al igual que la gasolina para el motor de un automóvil, las células del cuerpo usan un compuesto químico llamado trifosfato de adenosina (ATP) como combustible. Gran parte de este ATP está hecho por plantas de energía celular llamadas mitocondrias.

En los nervios de la médula espinal se pueden encontrar mitocondrias a lo largo de los axones. Cuando los axones se lesionan, las mitocondrias cercanas a menudo también se dañan, lo que afecta la producción de ATP en los nervios lesionados.

"La reparación nerviosa requiere una cantidad significativa de energía --explica--. Nuestra hipótesis es que el daño a las mitocondrias después de una lesión limita severamente el ATP disponible, y esta crisis energética es lo que impide el rebrote y la reparación de los axones lesionados".

Además del problema es el hecho de que, en los nervios adultos, las mitocondrias están ancladas en su lugar dentro de los axones. Esto obliga a las mitocondrias dañadas a permanecer en su lugar mientras dificulta la sustitución, acelerando así una crisis energética local en los axones lesionados.

El laboratorio Sheng, uno de los principales grupos que estudian el transporte mitocondrial, creó previamente ratones genéticos que carecen de la proteína, llamada sintafilina, que las las mitocondrias en los axones. En estos ratones 'knockout', las mitocondrias son libres de moverse a través de los axones.

"Propusimos que mejorar el transporte ayudaría a eliminar las mitocondrias dañadas de los axones lesionados y reponer los no dañados para rescatar la crisis energética", añade Sheng.

Para probar si esto tiene un impacto en la regeneración del nervio de la médula espinal, el laboratorio de Sheng colaboró con el doctor Xiao-Ming Xu, y colegas de la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana, expertos en modelar múltiples tipos de lesiones de la médula espinal.

"La lesión de la médula espinal es devastadora y afecta a los pacientes, sus familias y a toda la sociedad --reconoce el doctor Xu--. Aunque se ha hecho un progreso tremendo en nuestra comunidad científica, no hay tratamientos efectivos disponibles. Definitivamente existe una necesidad urgente de desarrollar nuevas estrategias para pacientes con lesión de la médula espinal".

Cuando los investigadores observaron tres modelos de lesiones en la médula espinal y el cerebro, observaron que los ratones 'knockout' de sintafilina tenían significativamente más crecimiento de axones en el sitio de la lesión en comparación con los animales de control. Los axones recién crecidos también hicieron conexiones apropiadas más allá del sitio de la lesión.

Cuando los investigadores analizaron si este nuevo crecimiento condujo a una recuperación funcional, vieron una mejora prometedora en las tareas motoras finas en las extremidades anteriores y los dedos del ratón. Esto sugirió que aumentar el transporte mitocondrial y, por lo tanto, la energía disponible para el sitio de la lesión podría ser clave para reparar las fibras nerviosas dañadas.

Para probar aún más el modelo de crisis energética, a los ratones se les dio creatina, un compuesto bioenergético que mejora la formación de ATP. Tanto los ratones control como los noqueados que fueron alimentados con creatina mostraron un mayor crecimiento del axón después de la lesión en comparación con los ratones alimentados con solución salina. Se observó una regeneración nerviosa más robusta en los ratones 'knockout' que obtuvieron la creatina.

"Nos alentaron mucho estos resultados --recuerda Sheng--. La regeneración que vemos en nuestros ratones knockout es muy significativa, y estos hallazgos respaldan nuestra hipótesis de que una deficiencia de energía está frenando la capacidad de los sistemas nerviosos central y periférico para reparar después de una lesión".

El doctor Sheng también señala que estos hallazgos, aunque prometedores, están limitados por la necesidad de manipular genéticamente a los ratones. Los ratones que carecen de sintafilina muestran efectos a largo plazo en la regeneración, mientras que la creatina sola produce una regeneración modesta.

Se requiere investigación futura para desarrollar compuestos terapéuticos que sean más efectivos para ingresar al sistema nervioso y aumentar la producción de energía para un posible tratamiento de lesiones traumáticas del cerebro y la médula espinal.