Los estudios recientes con células nerviosas brindan esperanzas para el desarrollo de terapias en el futuro contra lesiones medulares y enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson, el Alzheimer y la esclerosis lateral amiotrófica (ELA). La obtención de las primeras neuronas artificiales, que son similares en gran medida a las células nerviosas naturales, fue liderada por el investigador italiano Simone Fabiano de la Universidad sueca de Linköping, y su logro fue publicado en la revista Nature Materials.
En ratones, estas neuronas artificiales demostraron ser capaces de estimular los nervios del animal, afectando la frecuencia cardíaca. Además, un estudio liderado por la Universidad Northwestern de Estados Unidos y publicado en la revista Cell Stem Cell, logró obtener neuronas maduras cultivadas en laboratorio, a partir de células madre, llevando su desarrollo a niveles nunca antes alcanzados.
Los investigadores dirigidos por Fabiano lograron crear neuronas artificiales que imitan hasta 15 de las 20 características fundamentales de las neuronas biológicas, permitiéndoles funcionar de manera similar a las neuronas naturales.
Logro increíble
Uno de los principales desafíos en la creación de neuronas artificiales – según el investigador italiano- es la capacidad de incorporar la comunicación que se produce a través de iones, propia de las células biológicas. Por eso, los autores del estudio se enfocaron en gran medida en este aspecto, utilizando iones para controlar el flujo de corriente electrónica a través del material de las neuronas artificiales, imitando de manera impresionante el proceso que ocurre en las células nerviosas naturales.
Uno de los desafíos clave en la creación de neuronas artificiales que puedan replicar de manera efectiva las neuronas biológicas es la habilidad de incorporar la modulación iónica en ellas.
¡Los experimentos realizados con ratones han demostrado que las neuronas obtenidas son capaces de conectarse a los nervios y estimularlos! ¡Esto abre una gran cantidad de posibilidades para el futuro de la medicina!
Consumo energético de las neuronas
Los investigadores mencionan que el siguiente paso a seguir será tratar de reducir el consumo energético de los dispositivos, ya que sigue siendo muy alto en comparación con las células humanas. Por otro lado, los investigadores de la Universidad Northwestern, coordinados por Samuel Stupp y Evangelos Kiskinis, lograron desarrollar completamente las neuronas cultivadas en el laboratorio a partir de células madre, mediante una técnica innovadora que hace que las células crezcan sobre un material sintético compuesto por nanofibras “danzantes”, que imitan el comportamiento de las moléculas biológicas en constante movimiento.
Cómo se conectan las neuronas
En 2018, el equipo de investigación de la Universidad de Linköping fue pionero en desarrollar transistores electroquímicos orgánicos basados en polímeros conductores de tipo n, materiales que pueden conducir cargas negativas.
Esto permitió la construcción de circuitos electroquímicos orgánicos complementarios que pueden ser impresos. Desde entonces, el equipo ha trabajado en mejorar estos transistores para poder imprimirlos en una imprenta sobre una fina lámina de plástico. Ahora es posible imprimir miles de transistores en un sustrato flexible y utilizarlos para desarrollar células nerviosas artificiales. En la neurona artificial recién desarrollada, los iones se utilizan para controlar el flujo de corriente electrónica a través de un polímero conductor de tipo n, lo que provoca picos en el voltaje del dispositivo, proceso similar al que se produce en las células nerviosas biológicas.
El material específico utilizado en la célula nerviosa artificial también permite controlar la corriente eléctrica en una curva en forma de campana, que es similar al proceso de activación e inactivación de los canales iónicos de sodio presentes en la biología.
En experimentos llevados a cabo en colaboración con el Instituto Karolinska, se conectaron las nuevas neuronas c-OECN al nervio vago de ratones. Los resultados indicaron que la neurona artificial es capaz de estimular los nervios de los ratones, lo que provocó un cambio del 4,5% en su frecuencia cardíaca.
Fuente: Medios Digitales
