La terapia celular ofrece esperanza para tratar enfermedades neurológicas que hasta el momento son incurables, como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson o la esclerosis lateral amiotrófica. Estas tres enfermedades son trastornos neurodegenerativos, lo que significa que dañan progresivamente el sistema nervioso, teniendo un impacto significativo en la calidad de vida.

Enfermedad de Alzheimer: Es la causa más común de demencia. Afecta principalmente la memoria, el pensamiento y el comportamiento. Se cree que se debe a la acumulación de proteínas anormales en el cerebro que forman placas, interrumpiendo la comunicación entre las neuronas. Los síntomas empeoran con el tiempo, llevando a una dependencia total.

Enfermedad de Parkinson: Afecta principalmente el movimiento. Los síntomas incluyen temblor en reposo, rigidez, lentitud de movimientos e inestabilidad postural. Se produce por la pérdida de neuronas que producen dopamina, un neurotransmisor crucial para el control del movimiento. También pueden presentarse problemas como trastornos del sueño o depresión.

Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA): Es una enfermedad progresiva que ataca las neuronas motoras encargadas de controlar los movimientos musculares voluntarios. A medida que estas neuronas mueren, los músculos se debilitan y atrofian, llevando a la parálisis. Afecta el habla, la deglución y la respiración, pero generalmente no compromete la mente.

No obstante, la terapia celular tiene también un gran obstáculo: el cerebro está protegido por la barrera hematoencefálica, que impide que las células o algunos otros compuestos lleguen fácilmente. Una ruta alternativa es introducir las células por la nariz, pero ahí también hay problemas: las células no se retienen bien en la mucosa nasal y muchas mueren rápidamente. En una estrecha colaboración entre grupos de investigación del Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco (CIATEJ) y del Instituto de Investigación Sanitaria San Carlos (IdISSC), desarrollaron un hidrogel (una especie de gel biológico) basado en quitosano, un material natural que puede obtenerse a partir de hongos o crustáceos (1). El hidrogel en cuestión, está entrelazado para formar una red tridimensional, mediante ácido ferúlico, también de origen natural y que se encuentra por ejemplo en el maíz y el arroz, y ácido succínico, otra molécula que puede obtenerse por fermentación y que es parte del metabolismo en los humanos. Otra particularidad es que el hidrogel, gracias a la adición de la genipina que puede obtenerse a partir de las gardenias, reacciona con el calor corporal: es decir, está líquido a temperatura ambiente y se convierte en gel a 37 °C (como en la nariz). Este hidrogel actúa como un vehículo que protege a las células, aumenta su retención en la nariz y permite que migren hacia los sitios de daño en el cerebro.

¿Cómo llegaron a este hidrogel los grupos de investigación?

1. Modificaron químicamente el quitosano con moléculas naturales (ácido succinico y ácido ferúlico) para propiciar un ambiente favorable para las células y mejorar su solubilidad y adhesión.
2. Añadieron genipina para que el gel se solidificara rápidamente a temperatura corporal.
3. Evaluaron su capacidad de:
   • formar gel en minutos
   • no ser tóxico para las células
   • mantener células vivas por 72 h
   • permitir la migración celular desde la nariz hacia el cerebro en ratones.

¿Qué encontraron?

• El hidrogel es altamente biocompatible: no daña células madre ni células precursoras de oligodendrocitos.
• Las células sobreviven mejor y muestran capacidad de migrar hacia el sistema nervioso.
• En ratones, tras administración intranasal, las células permanecieron viables en la nariz hasta por 72 horas y algunas llegaron a diferentes estructuras del cerebro.

Este es el primer estudio que demuestra que un hidrogel sensible a la temperatura puede ser una vía efectiva, no invasiva y segura para llevar células terapéuticas al cerebro por la nariz. Abre camino a futuras terapias para enfermedades neurológicas sin necesidad de cirugías invasivas. A la fecha, los estudios se han llevado a cabo bajo condiciones controladas en los distintos laboratorios empleando diferentes tipos de células en ratones y ratas, pero se está revisando la posibilidad de hacer un estudio clínico para validar los hallazgos que se tienen al momento. Además, se están explorando otros usos al hidrogel, por ejemplo, incluir exosomas, vesículas diminutas parecidas a burbujas, que las células usan para comunicarse. Dentro de éstos se transportan proteínas, grasas y material genético (ARN o ADN), con instrucciones particulares. Los exosomas se forman dentro de las células, son liberados al espacio que hay entre éstas y pueden viajar hasta llegar a otra célula. Allí los exosomas entregan su contenido: fusionándose con la célula, siendo "tragados" por ella o enviando señales desde su superficie. Al entregar su mensaje, cambian el funcionamiento de la célula receptora. Por ejemplo, pueden activar el sistema inmune, pueden ayudar a reparar tejidos y hasta curar enfermedades. Por lo anterior, los exosomas protegidos con nuestro hidrogel, pudieran llegar a ser muy útiles entregando medicamentos directamente a células enfermas, por lo que se está evaluando si es posible emplear esta estrategia para usos terapéuticos dirigidos al sistema nervioso central.

1. 1. Doddy Denise Ojeda-Hernández, Susana Velasco-Lozano, José M. Fraile, J.C. Mateos-Díaz, Francisco J. Rojo, María Soledad Benito-Martín, Belén Selma-Calvo, Sarah de la Fuente-Martín, Marina García-Martín, María Teresa Larriba-González, Mercedes Azucena Hernández-Sapiéns, Alejandro A. Canales-Aguirre, Jordi A. Matias-Guiu, Jorge Matias-Guiu, Ulises Gomez-Pinedo “Thermosensitive chitosan-based hydrogel: A vehicle for overcoming the limitations of nose-to-brain cell therapy”, Acta Biomaterialia, 2024, ISSN 1742-7061. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2024.09.002