Estrategia bioadhesiva previene la fibrosis alrededor de implantes en nervios periféricos

Los nervios periféricos conectan el cerebro y la médula espinal con músculos, órganos y sistemas sensoriales, lo que los convierte en objetivos clave para el tratamiento de enfermedades neurológicas y sistémicas. Sin embargo, los dispositivos bioelectrónicos implantables colocados en estos nervios suelen desencadenar la respuesta inmunitaria del organismo. Esto provoca la formación de tejido cicatricial fibrótico alrededor del dispositivo, lo que interfiere con la señalización eléctrica, reduce la eficacia terapéutica y limita el tiempo durante el cual los implantes pueden funcionar de manera fiable.

Esta cicatrización impulsada por la respuesta inmunitaria ha sido una barrera importante para las terapias de neuromodulación a largo plazo, incluidas aquellas destinadas a tratar afecciones crónicas como la hipertensión. Ahora, investigadores han demostrado que es posible prevenir la fibrosis en la interfaz nervio-dispositivo, lo que permite una estimulación nerviosa estable y sostenida en el tiempo, con efectos terapéuticos duraderos y sin necesidad de recurrir a fármacos.

Un equipo de investigación del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, Cambridge, MA, EUA) ha desarrollado una estrategia bioadhesiva robusta que fija firmemente dispositivos bioelectrónicos directamente a los nervios periféricos, creando interfaces estables que el sistema inmunitario no obstruye con tejido fibrótico. El enfoque fue diseñado para funcionar en diversos nervios periféricos, en lugar de limitarse a una única zona anatómica.

Al adherir los bioelectrodos a la superficie nerviosa, la interfaz bloquea la infiltración de células inmunitarias que normalmente ocurre cuando los dispositivos se adhieren de forma laxa o simplemente se envuelven alrededor de los nervios. Esto previene la cascada inflamatoria que conduce a la formación de cápsulas fibrosas, a la vez que permite la estimulación eléctrica continua del nervio objetivo durante períodos prolongados.

La estrategia se probó en modelos preclínicos en roedores en múltiples nervios periféricos, incluidos los nervios occipital, vago, ciático, tibial, peroneo común y peroneo profundo. Se implantaron dispositivos y se utilizaron para la estimulación nerviosa continua durante un máximo de 12 semanas, lo que permitió a los investigadores evaluar tanto la respuesta inmunitaria como la estabilidad funcional a lo largo del tiempo.

Los resultados, publicados en Science Advances, mostraron una actividad mínima de macrófagos y una deposición muy limitada de colágeno y actina del músculo liso en las interfaces adhesivas. En comparación con los dispositivos de control no adheridos, los implantes adhesivos permanecieron prácticamente libres de fibrosis y mantuvieron un rendimiento de neuromodulación estable durante todo el estudio.

Utilizando esta interfaz no fibrótica, los investigadores demostraron una regulación de la presión arterial a largo plazo y sin fármacos mediante la estimulación del nervio peroneo profundo, un sitio históricamente asociado con el tratamiento de la hipertensión basado en la acupuntura. El control de la presión arterial se mantuvo durante semanas sin los efectos secundarios comunes de la estimulación del nervio vago o del seno carotídeo.

Los hallazgos sugieren que las interfaces bioelectrónicas adhesivas y no fibróticas podrían ampliar de forma significativa el potencial clínico de los dispositivos implantables de neuromodulación. El equipo planea seguir desarrollando la plataforma para aplicaciones traslacionales más amplias, incluidas afecciones cardiovasculares, neurológicas y metabólicas crónicas en las que se requiere estimulación nerviosa a largo plazo.

“El contraste entre la respuesta inmunitaria del dispositivo adherido y la del control no adherido es sorprendente”, afirmó Bastien Aymon, coautor del estudio y doctorando en ingeniería mecánica. “El hecho de que podamos observar interfaces inmunológicamente prístinas después de tres meses de implantación adhesiva es sumamente alentador para su futura aplicación clínica”.

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MIT