En el laberinto de nuestros cerebros, hay varios caminos por los cuales viajan las señales neuronales. Estas vías pueden fallar en pacientes con enfermedades y trastornos neurológicos y psiquiátricos, como la epilepsia, el Parkinson y el trastorno obsesivo compulsivo. Los científicos han desarrollado nuevas estrategias terapéuticas para atacar con mayor precisión las vías neuronales implicadas en estas afecciones, pero a menudo requieren cirugía.
Los últimos hallazgos del laboratorio de Mikhail Shapiro, muestran cómo sería posible activar y desactivar selectivamente los circuitos neuronales, sin la necesidad de cirugía. El nuevo estudio, presentado en Nature Biomedical Engineering, se puede utilizar para modificar específicamente la formación de memoria en ratones.
«Mediante el uso de ondas sonoras y técnicas genéticas conocidas – explica Shapiro –, podemos, por primera vez, controlar de forma no invasiva regiones específicas del cerebro y tipos de células, así como el momento en que las neuronas se activan o desactivan”.
El trabajo tiene implicaciones para la investigación básica en animales y para el tratamiento futuro de afecciones neurológicas y psiquiátricas.
En el nuevo estudio, las ondas de sonido se usan en combinación con pequeñas burbujas inyectadas en la sangre para abrir temporalmente la barrera hematoencefálica, una capa protectora que impide que las sustancias en la sangre, particularmente las que podrían ser dañinas, entren en el cerebro.
Cuando las burbujas son golpeadas con ondas de ultrasonido, vibran, y este movimiento empuja la barrera hematoencefálica por un breve período de tiempo.
La apertura temporal de la barrera hematoencefálica es el primer paso en la nueva estrategia de tres puntas para controlar los circuitos neuronales. Con la barrera hematoencefálica abierta en la región objetivo del ultrasonido, el equipo puede usar la terapia génica. Se envía un virus a la sangre, pasa la barrera hematoencefálica y luego entrega instrucciones genéticas a las células deseadas. Estas instrucciones genéticas codifican proteínas que se diseñaron para responder a un determinado fármaco fabricado en el laboratorio.
El último paso en el proceso es administrar el medicamento y activar o desactivar las neuronas específicas.
“Este método es reversible – concluye Jerzy Szablowski, coautor del estudio –. Puede administrarse un medicamento para desactivar las células neuronales de interés, pero con el tiempo, esas células se volverán a encender. También puede dosificarse para determinar cuan cerrada queda esa región del cerebro”.
Juan Scaliter
