El Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC), junto con seis centros de investigación de diversos países europeos, ha lanzado hoy un innovador proyecto enfocado en la mecanotransducción, es decir, la capacidad de las células y tejidos humanos para percibir y responder a estímulos mecánicos.
Esta iniciativa, pionera en su campo, busca reparar lesiones medulares a través de la aplicación de ciencia de materiales, medicina regenerativa y nanotecnología. Coordinado por Conchi Serrano, del ICMM-CSIC, el proyecto Piezo4Spine ha sido financiado con 3,5 millones de euros en la convocatoria Pathfinder de la Unión Europea. Su objetivo es investigar cómo los estímulos mecánicos influyen en la respuesta de células y tejidos para desarrollar nuevas terapias que resulten efectivas en el tratamiento de las lesiones de médula espinal.
“El objetivo es entender mejor la lesión medular y, con ese conocimiento, proporcionar una solución terapéutica a los afectados”, señala Serrano. Para lograrlo, el proyecto se centra en dos objetivos específicos que, hasta ahora, no han recibido suficiente atención por parte de la comunidad científica: los mecanorreceptores Piezo y los fibroblastos implicados en la respuesta al daño neural.
Las células no sólo responden a estímulos químicos y biológicos, sino también a estímulos mecánicos. De hecho, no fue hasta hace poco más de diez años que se descubrieron estos receptores mecánicos en células de mamífero, un hallazgo que le valió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina a Arden Patapoutian en 2021. “Patapoutian identificó por primera vez el receptor proteico en la membrana de las células capaz de sentir vibraciones mecánicas y desencadenar respuestas celulares concretas”, explica Serrano.
Estos receptores mecánicos, conocidos como Piezo, son la base de este trabajo revolucionario. “Nos preguntamos por qué no usar estos Piezo y ver qué implicación tienen en procesos patológicos como la lesión medular”, destaca la investigadora.
Además del estudio de los receptores Piezo, el proyecto busca desarrollar herramientas de ingeniería genética para controlar los fibroblastos involucrados en la cicatrización. Este tipo de célula es clave para controlar y cicatrizar zonas dañadas del cuerpo, pero su activación puede dificultar la regeneración natural del tejido neural. Por ello, Piezo4Spine explorará formas de bloquear estos fibroblastos, favoreciendo así los procesos regenerativos.
Durante el desarrollo del proyecto, se creará una matriz tridimensional mediante bioimpresión 3D, cargada con nanovehículos que transportarán terapias activas al sitio de la lesión. Este enfoque podría no sólo revolucionar la regeneración neural, sino también ofrecer nuevas soluciones para otras patologías con dianas terapéuticas similares.
Piezo4Spine cuenta con la participación del Hospital Nacional de Parapléjicos (España), el Instituto Tecnológico Italiano (Italia), la Universidad de Coimbra (Portugal), la Universidad Católica de Lovaina (Bélgica), la empresa Black Drop Biodrucker GmbH (Alemania) y la empresa ACIB GmbH (Austria).
Desde el ICMM-CSIC, también participan los investigadores del Grupo de Materiales para Medicina y Biotecnología (MaMBIO), Puerto Morales y Sabino Veintemillas, así como Ricardo García, del Grupo de Microscopía de Fuerzas Avanzada y Nanolitografía (ForceTool). El equipo del CSIC liderará varias tareas fundamentales, incluyendo el desarrollo de los nanovehículos terapéuticos y la matriz tridimensional, el estudio de los receptores Piezo y la validación de la prueba de concepto en cultivos celulares y en modelos preclínicos de lesión medular en ratas. La colaboración con el Hospital de Parapléjicos de Toledo aportará una perspectiva clínica esencial al proyecto.
