Interfaces para Neuro-reparación

Grupo Interfaces para Neurorreparación

Interfaces para Neuro-reparación

 

Investigadora principal: Dra. Elisa López Dolado

E-mail: elopez@sescam.jccm.es

 

 

Co-investigadora principal: Dra. María Concepción Serrano López-Terradas

E-mail: mslopezterradas@sescam.jccm.es

 

El Laboratorio de Interfaces para Neuro-Reparación (LINER) ha comenzado su andadura como grupo de investigación independiente en el Hospital Nacional de Parapléjicos en Enero de 2017. LINER centra su investigación en el desarrollo de nuevos biomateriales que sirvan de interface con el sistema nervioso central lesionado y puedan representar una alternativa terapéutica para el tratamiento de la lesión medular. Entre los materiales actualmente bajo investigación se encuentra el óxido de grafeno, por sus atractivas propiedades físico-químicas, y los polímeros naturales (proteínas, hidratos de carbono) por su excelente biocompatibilidad. La investigación del grupo incluye el diseño, fabricación, caracterización y funcionalización de los biomateriales, así como el estudio de su biocompatibilidad mediante modelos in vitro con cultivos de células nerviosas y modelos experimentales de lesión medular en rata (in vivo). La formación multidisciplinar de los miembros del equipo ha permitido la creación de un ambiente de trabajo enriquecedor en el que se combina una amplia experiencia en investigación básica (Ciencia de Materiales, Biología Celular y Molecular, Neurociencias, Histología, Anatomía Patológica) con el conocimiento de la práctica clínica diaria en pacientes con lesión medular.

 

 

Publicaciones seleccionadas

 

  • López-Dolado E et al. (2016) Immunomodulatory and angiogenic responses induced by graphene oxide scaffolds in chronic spinal hemisected rats. Biomaterials 99: 72-81.
  • Feito MJ et al. (2016) Effects of immobilized VEGF on endothelial progenitor cells cultured on silicon substituted and nanocrystalline hydroxyapatites. RSC Advances 6: 92586-92595.
  • Hernández-Balaguera E et al. (2016) Obtaining electrical equivalent circuits of biological tissues using the current interruption method, circuit theory and fractional calculus. RSC Advances 6: 22312-22319.
  • López-Dolado E et al. (2015) Subacute tissue response to 3D graphene oxide scaffolds implanted in the injured rat spinal cord. Advanced Healthcare Materials 4: 1861-1868. Portada posterior invitada.
  • Peláez R et al. (2015) Tailored fringed platforms produced by laser interference for aligned neural cell growth. Macromolecular Bioscience 16: 255-265.
  • Serrano MC et al. (2014) 3D free-standing porous scaffolds made of graphene oxide as substrates for neural cell growth. Journal of Materials Chemistry B 2: 5698-5706.
  • Serrano MC et al. (2014) Chondroitin sulphate-based 3D scaffolds containing MWCNTs for nervous tissue repair. Biomaterials 35: 1543-1551.
  • Serrano MC et al. (2014) Role of polymers in the design of 3D carbon nanotube-based scaffolds for biomedical applications. Progress in Polymer Science 39: 1448-1471.
  • Portoles MT and Serrano MC. Potentiality of graphene-based materials for neural repair. In: “The new paradigm of graphene-based materials in medicine and environment”. Springer, 2016. DOI: 10.1007/978-3-319-45639-3. Capítulo de libro.
  • López-Dolado E and Herrera López M. Trauma espinal en el niño: manejo inicial, peculiaridades y rehabilitación. En: “Fundamentos de patología neuroquirúrgica para pediatras”. 1ª edición. Ed: Ergon, 2016. Capítulo de libro.
  • López-Dolado E and Alcaraz Rousselet MA. Lesión medular traumática. En: “Manual de Neurología Infantil”. 2ª edición. Ed: Panamericana, SBN: 9788498357851, 2014. Capítulo de libro.

 

 

Equipo

 

Elisa López Dolado (Doctora en Medicina, Universidad Autónoma de Madrid, 2012)

 

María Concepción Serrano López-Terradas (Doctora en Biología, Universidad Complutense de Madrid, 2006)

 

Francisco Ankor González Mayorga (Técnico Especialista en Anatomía Patológica, 2004)

 

Ana Dominguez Bajo (Máster en Neurociencias, Universidad Complutense de Madrid, 2016)

 

 

 

Líneas de investigación actuales y proyectos en activo

 

- Proyecto ByAxon: Desarrollo de un bypass activo para la reconexión neural. Duración: 01/01/2017 – 31/12/2020. Presupuesto: ~450.000 €. Entidad financiadora: Comisión Europea (Convocatoria FET-OPEN RIA). Una de las principales líneas de trabajo actuales del laboratorio se centra, en colaboración con instituciones de algo prestigio a nivel nacional e internacional y coordinado desde el IMDEA-Nanociencia en Madrid, en es el diseño y desarrollo de un dispositivo basado en sensores y electrodos fabricados mediante técnicas de nanotecnología de última generación capaz de alcanzar la reconexión neural en la médula espinal lesionada.

 

- Proyecto MAT2016-78857-R:Diseño y desarrollo de un biomaterial 3D bioactivo de óxido de grafeno funcionalizado para el tratamiento de la lesión medular. Duración: 30/12/2016 – 29/12/2019. Presupuesto: 121.000 €. Entidad financiadora: Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (Plan Nacional, Retos de la Sociedad, Eje A).Continuando con la línea de investigación iniciada con el proyecto CP13/00060, liderado por la Dra. Serrano y financiado por el ISCIII-MINECO-FEDER, continuamos trabajando en el diseño y desarrollo de un biomaterial 3D bioactivo basado en óxido de grafeno reducido capaz de promover eficazmente los procesos de reparación neural en la médula espinal lesionada mediando una recuperación funcional significativa.

 

 

 

Hallazgos científicos más recientes y prometedores

 

- La actividad investigadora de LINER se inició en Enero de 2014, con el proyecto asociado al contrato Miguel Servet I de la Dra. Serrano, centrado en el estudio de materiales basados en grafeno para reparación de la médula espinal lesionada. Durante este periodo, nuestro laboratorio ha sido pionero en explorar la respuesta tisular al implante de un scaffold 3D poroso exclusivamente compuesto por óxido de grafeno reducido, tanto en la fase subaguda como crónica. Estos scaffolds se caracterizan por presentar una estructura flexible, con una porosidad de aproximadamente un 80 % y un tamaño promedio de poro de 150–180 μm de longitud. Estudios preliminares in vitro con células progenitoras neurales embrionarias han evidenciado una buena biocompatibilidad, con formación de densos cultivos altamente intrincados y compuestos tanto por neuronas como por células gliales (14 días).

 

- Tras la implantación de estas estructuras en un modelo de hemisección cervical (C6) en rata, la respuesta tisular en la zona lesionada se caracteriza principalmente por: 1) Incremento de la estabilidad mecánica de la lesión mediante el relleno de la cavidad con el scaffold y la completa infiltración de éste por células y moléculas de matriz extracelular (principalmente colágeno) que favorecen el sellado del área de lesión sin provocar formación significativa de cicatriz fibroglial (estabilización); 2) Colonización de la zona de lesión por poblaciones de macrófagos, cuyo número se reduce con la cronicidad de la lesión, siendo evidente la presencia de fenotipos pro-reparadores M2 (Arginasa I+ y/o CD163+) en contacto con el scaffold (inmunomodulación); 3) Aparición de nuevos vasos sanguíneos maduros (laminina+, RECA-1+ y SMI-71+) infiltrando la totalidad de la estructura 3D del scaffold (angiogénesis) y 4) Existencia de axones (neurofilamento+ y tubulina βIII+) de nueva formación en la proximidad de los vasos sanguíneos dentro del scaffold (crecimiento axonal).

 

 

 

Colaboraciones científicas

 

- Prof. María Teresa Portolés, Universidad Complutense de Madrid (España).

- Prof. Julio Camarero and Dra. Teresa González, IMDEA-Nanociencia, Madrid (España).

- Prof. Laura Ballerini, International School for Advanced Studies Trieste (Italia).

- Prof. Laurence Méchin, Centre National de la RechercheScientifique (Francia).

- Prof. Paula Marques, Universidade de Aveiro (Portugal).

- Prof. Guillermo Ameer, NorthwesternUniversity, Chicago (Estados Unidos).

- Dra. María del Puerto Morales y Dr. Sabino Veintemillas, Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (España).

- Dr. Diego Clemente, Hospital Nacional de Parapléjicos, Toledo (España).

- Dr. Agustín Mihi, Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (España).

- Dr. Gil Gonçalves, Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (España).