Groundbreaking Spinal Cord Injury Research Brings Hope
Effective therapies for spinal cord injuries always seem to be just out of reach. It’s easy to get discouraged.
However, the good news is that a lot of talented people are working hard on the problem. Here are three groups of scientists whose groundbreaking spinal cord injury research is bringing us closer to a cure.
Molecular ‘Scaffold’ Could Help Nerves Regrow After a Spinal Cord Injury
A new molecular “scaffold” can help nerves regrow after a spinal cord injury, researchers at Northwestern Medicine have found.
According to senior researcher Samuel Stupp, he and his team have developed extremely small fibers called nanofibers that can signal neurons and other cells.
The water-soluble nanofibers instantly turn into a scaffold-like gel structure when they’re injected near the site of a spinal cord injury where a patient needs to regenerate nerves. “After a few weeks, the scaffold jump-starts regenerative processes and then disintegrates into nutrients for the cells,” Supp says.
The nanofibers are made from natural materials and present no health risks.
Previous research has shown that certain proteins promote healing at a spinal cord injury site. However, these proteins typically don’t live long enough to provide lasting results.
In the new study, investigators sought to develop nanofibers that mimic one of these proteins and could deliver signals to neurons over longer periods of time. When they exposed the nanofibers to mice with spinal cord injuries, they saw key indicators of nerve regeneration that lasted longer than in previous studies.
“[These nanofibers offer] a vision for very potent therapies for regeneration in the central nervous system that are completely safe to use, are bioactive, and [are] very effective,” Stupp says. “They also can biodegrade safely once they have done their job. That sort of platform doesn’t exist right now.”
Source: Developing New Approaches for Spinal Cord Injury. The study is available here.
Biomarker Predicts Whether Neurons Will Regenerate
Researchers from the University of California San Diego School of Medicine have found a way to predict if certain neurons will regrow after a spinal cord injury. The work could lead to tests for how effective new spinal cord injury treatments will be, senior author Binhai Zheng, PhD, says.
The researchers focused on particular neurons that help control movement. After injury, these neurons are among the least likely to regrow, which is why injuries to the brain and spinal cord are so devastating.
“If you get an injury in your arm or your leg, those nerves can regenerate, and it’s often possible to make a full functional recovery, but this isn’t the case for the central nervous system,” says Hugo Kim, PhD, one of the study authors. “It’s extremely difficult to recover from most brain and spinal cord injuries, because those cells have very limited regenerative capacity. Once they’re gone, they’re gone.”
The scientists used a technique called single-cell RNA sequencing to see how genes were expressed in neurons from mice with spinal cord injuries. This allowed them to identify a unique “molecular footprint” that can predict if an individual neuron will regrow after an injury.
While the results in mice are promising, this is a work in progress. However, it ultimately could help move new regenerative therapies closer to clinical trials.
Source: New Biomarker Predicts Whether Neurons Will Regenerate
Researchers Develop Low-Cost, Non-Invasive Therapy for Spinal Cord Injuries
Many current therapies for spinal cord injuries are expensive and/or require invasive surgery. However, that could be about to change.
A group of engineers from Washington University St. Louis is working on a low-cost, noninvasive approach to spinal cord stimulation that offers affordable hope to patients. Their approach uses low-tech electrodes that stimulate muscles in the legs of people with spinal cord injuries.
One kind of stimulation, called epidural spinal cord stimulation (eSCS), uses electrodes implanted under the skin near the spine to stimulate specific muscle groups. Although eSCS can help reactivate muscles after a spinal cord injury, it requires surgery and costs tens of thousands of dollars.
Seáñez and his colleagues chose a different approach called transcutaneous SCS (tSCS). Instead of surgically implanting electrodes, tSCS places them on top of the skin to deliver electrical pulses that stimulate specific muscle groups.
Seáñez’s team recruited 16 participants without spinal cord injuries to test the tSCS setup. They found that instead of just one electrode positioned on the skin near the spine, multiple electrodes gave them more control of muscles in certain parts of the body, such as the hip or the ankle.
Using the data they collected, Seáñez created a map of the spinal cord that illustrates where on someone’s body medical professionals should target with tSCS to stimulate specific muscle groups.
This work could eventually make tSCS a viable alternative to more expensive therapies. A surgically implanted spinal stimulator can cost more than $18,000. By contrast, a tSCS costs around $40.
Although Seáñez says tSCS could become a standard rehab technique, his team’s work is only “an exciting first step.”
“It’s just a… confirmation of the neural circuits we can target,” he says. “The next step is to investigate whether we can actually improve people’s capacity to move.”
Source: A low-cost potential therapy for spinal cord injuries
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La Investigación Innovadora Sobre Las Lesiones De La Médula Espinal Trae Esperanza
Las terapias eficaces para las lesiones de la médula espinal siempre parecen estar fuera de nuestro alcance. Es fácil desanimarse.
Sin embargo, la buena noticia es que mucha gente talentosa está trabajando duro para solucionar el problema. A continuación presentamos tres grupos de científicos cuya innovadora investigación sobre las lesiones de la médula espinal nos está acercando a una cura.
El ‘Andamio’ Molecular Podría Ayudar a Que Los Nervios Vuelvan a Crecer Después De Una Lesión De La Médula espinal
Un nuevo “andamio” molecular puede ayudar a que los nervios vuelvan a crecer después de una lesión de la médula espinal, según descubrieron investigadores de Northwestern Medicine.
Según el investigador principal Samuel Stupp, él y su equipo han desarrollado fibras extremadamente pequeñas llamadas nanofibras que pueden enviar señales a las neuronas y otras células.
Las nanofibras solubles en agua se convierten instantáneamente en una estructura de gel similar a un andamio cuando se inyectan cerca del sitio de una lesión de la médula espinal donde el paciente necesita regenerar los nervios. “Después de unas semanas, el andamio inicia procesos regenerativos y luego se desintegra en nutrientes para las células”, dice Supp.
Las nanofibras están hechas de materiales naturales y no presentan riesgos para la salud.
Investigaciones anteriores han demostrado que ciertas proteínas promueven la curación en el sitio de una lesión de la médula espinal. Sin embargo, estas proteínas normalmente no viven lo suficiente como para proporcionar resultados duraderos.
En el nuevo estudio, los investigadores intentaron desarrollar nanofibras que imitaran una de estas proteínas y pudieran enviar señales a las neuronas durante períodos de tiempo más largos. Cuando expusieron las nanofibras a ratones con lesiones de la médula espinal, vieron indicadores clave de regeneración nerviosa que duraron más que en estudios anteriores.
“[Estas nanofibras ofrecen] una visión de terapias muy potentes para la regeneración del sistema nervioso central que son completamente seguras de usar, son bioactivas y [son] muy efectivas”, dice Stupp. “También pueden biodegradarse de forma segura una vez que hayan hecho su trabajo. Ese tipo de plataforma no existe en este momento”.
Fuente: Desarrollo de nuevos enfoques para las lesiones de la médula espinal. El estudio está disponible aquí.
Un Biomarcador Predice Si Las Neuronas Se Regenerarán
Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego han encontrado una manera de predecir si ciertas neuronas volverán a crecer después de una lesión de la médula espinal. El trabajo podría conducir a pruebas sobre cuán efectivos serán los nuevos tratamientos para las lesiones de la médula espinal, dice el autor principal, Binhai Zheng, PhD.
Los investigadores se centraron en neuronas particulares que ayudan a controlar el movimiento. Después de una lesión, estas neuronas se encuentran entre las que tienen menos probabilidades de volver a crecer, razón por la cual las lesiones en el cerebro y la médula espinal son tan devastadoras.
“Si sufre una lesión en el brazo o la pierna, esos nervios se pueden regenerar y, a menudo, es posible lograr una recuperación funcional completa, pero este no es el caso del sistema nervioso central”, dice Hugo Kim, PhD, uno de los autores del estudio. “Es extremadamente difícil recuperarse de la mayoría de las lesiones cerebrales y de la médula espinal, porque esas células tienen una capacidad regenerativa muy limitada. Una vez que se han ido, se han ido”.
Los científicos utilizaron una técnica llamada secuenciación de ARN unicelular para ver cómo se expresaban los genes en las neuronas de ratones con lesiones de la médula espinal. Esto les permitió identificar una “huella molecular” única que puede predecir si una neurona individual volverá a crecer después de una lesión.
Si bien los resultados en ratones son prometedores, este es un trabajo en progreso. Sin embargo, en última instancia, podría ayudar a acercar las nuevas terapias regenerativas a los ensayos clínicos.
Fuente: Nuevo biomarcador predice si las neuronas se regenerarán
Los Investigadores Desarrollan Una Rerapia No Invasiva y De Bajo Costo Para Las Lesiones De La Médula Espinal
Muchas terapias actuales para las lesiones de la médula espinal son costosas y/o requieren cirugía invasiva. Sin embargo, eso podría estar a punto de cambiar.
Un grupo de ingenieros de la Universidad de Washington en St. Louis está trabajando en un enfoque no invasivo y de bajo costo para la estimulación de la médula espinal que ofrece una esperanza asequible a los pacientes. Su enfoque utiliza electrodos de baja tecnología que estimulan los músculos de las piernas de personas con lesiones de la médula espinal.
Un tipo de estimulación, llamada estimulación epidural de la médula espinal (eSCS), utiliza electrodos implantados debajo de la piel cerca de la columna para estimular grupos de músculos específicos. Aunque la eSCS puede ayudar a reactivar los músculos después de una lesión de la médula espinal, requiere cirugía y cuesta decenas de miles de dólares.
Seáñez y sus colegas eligieron un enfoque diferente llamado SCS transcutánea (tSCS). En lugar de implantar electrodos quirúrgicamente, tSCS los coloca encima de la piel para administrar pulsos eléctricos que estimulan grupos de músculos específicos.
El equipo de Seáñez reclutó a 16 participantes sin lesiones de la médula espinal para probar la configuración tSCS. Descubrieron que en lugar de colocar un solo electrodo en la piel cerca de la columna, varios electrodos les daban más control de los músculos en ciertas partes del cuerpo, como la cadera o el tobillo.
Utilizando los datos que recopilaron, Seáñez creó un mapa de la médula espinal que ilustra en qué parte del cuerpo de una persona los profesionales médicos deben apuntar con tSCS para estimular grupos de músculos específicos.
Este trabajo podría eventualmente hacer que la tSCS sea una alternativa viable a terapias más costosas. Un estimulador espinal implantado quirúrgicamente puede costar más de 18.000 dólares. Por el contrario, un tSCS cuesta alrededor de 40 dólares.
Aunque Seáñez dice que la tSCS podría convertirse en una técnica de rehabilitación estándar, el trabajo de su equipo es sólo “un primer paso emocionante”.
“Es sólo una confirmación de los circuitos neuronales a los que podemos dirigirnos”, afirma. “El siguiente paso es investigar si realmente podemos mejorar la capacidad de las personas para moverse”.
Fuente: Una terapia potencial de bajo costo para las lesiones de la médula espinal.
Publicación relacionada: Se descubrió que una lesión de la médula espinal induce inmunodeficiencia en los pacientes
(Traducción por traductor de google)