Según el Centro Nacional de Estadística de Estados Unidos, anualmente aparecen alrededor de 12.000 nuevos casos de lesiones medulares, cuyos pacientes ven afectada su calidad de vida. El Doctor en Neurociencias Juan Sebastián Jara se encuentra en el Instituto Burke en Nueva York trabajando en el desarrollo de una técnica que permita a los pacientes con este tipo de lesión recuperar la movilidad de la mano.
¿Cómo ha sido el camino para pasar de la Pontificia Universidad Católica de Chile al Instituto Neurológico Burke en Nueva York?
Comienzo en la Universidad Católica de Chile estudiando la licenciatura en biología y hay semestres en los que tenemos que pasar por un laboratorio y en el que se va adquiriendo experiencia de como se hace ciencias, y yo me metí en un laboratorio de neurociencias en palabras más grandes de la plasticidad neuronal y qué le pasa a los axones que son estas proyecciones de las neuronas que permiten comunicarse entre ellas y con otros objetivos o blancos como los músculos y ahí comenzó mi experiencia en el laboratorio por cumplir los créditos de la universidad y me hizo clic y me sentí cómodo haciendo esto y el profesor Felipe Court nos guiaba a cómo descifrar un puzzle qué puede darle explicación a este problema, eso fue interesante y me gustó el área de plasticidad axonal, qué pasa con los axones en un evento tóxico y cómo se van degenerando los axones. Tenía pensado seguir investigando y el siguiente paso al salir de la universidad como biólogo era hacer el doctorado y estuve averiguando lugares y me interesó un lugar que estaba en Francia, quería tener la experiencia de cómo se hace ciencias en otro lugar entonces busqué distintos lugares contacté a muchas personas envíe más de 1000 emails y me respondieron 10, fue mucho trabajo y de los email que me respondieron habían 3 profesoras que estaban interesadas y una me gustó bastante que seguía la línea de la plasticidad axonal. Me voy a hacer mi doctorado en Francia París a estudiar cómo estas conexiones de los axones de las neuronas se modifican cuando hay una lesión y cómo nuestro organismo es capaz de compensar ante estas lesiones, esto encajaba muy bien con lo que hice en el pregrado. Mi motivación en un principio fue saber cómo funcionan las neuronas, qué pasa frente a patologías y después también qué podemos hacer con este conocimiento, la idea es hacerlo aplicado y utilizar este conocimiento para resolver algún problema. Después me fui a Nueva York y encontré un laboratorio que seguía trabajando con la plasticidad axonal pero en la lesión de la médula.
Tenemos nuestro sistema nervioso central que es el cerebro que está conectado con la médula espinal y cuando recibe un daño las conexiones entre las neuronas se cortan y ese es el gran problema hoy este tipo de lesiones en el sistema nervioso central no se pueden reparar no se puede volver al punto de inicio de cómo estaban esas conexiones, eso es clave porque si sufrimos un daño en el cerebro o en la médula vamos a perder la función sí o sí, entonces lo que buscamos es tener alternativas que compensen la pérdida porque no hay ninguna terapia ya que el sistema es súper complejo de reparar y sobre todo nos interesa recuperar la función de la mano después del daño de la médula.
¿Cómo es hacer ciencia fuera de Chile?
Ha sido interesante el proceso ya que nunca pensé ir a estos lugares en un comienzo y llegué por circunstancias de la vida cuando llegué a Francia encontré que el nivel era bueno me sentí súper capacitado para trabajar de manera súper independiente yo creo que el nivel de formación en Chile es súper bueno por ejemplo en el primer año de universidad como doctorando nuestro nivel de cómo pensar la ciencia de cómo generar ideas y de cómo trabajar los proyectos era bastante potente ahora la diferencia entre Francia y Chile, es el acceso a más cosas y eso es normal porque es un país que tiene más recursos para ciencia y tecnología.
En Estados Unidos los recursos son mucho más que en Europa actualmente los recursos que tengo para investigar son superiores a los que tenía en Francia y es muy distinto para lo que hay en Chile pero más que los recursos el disponer de ellos te permite generar ideas más grandes lo cual lleva que el trabajo sea muy similar en tiempo y eso demostrarlo demora años por lo cual veo que los tiempos son bastante similares como en Chile, los recursos son más limitados tú te diriges a un solo proyecto y te enfocas solo en ese proyecto en cambio acá como hay tantos recursos te enfocas en muchas cosas, desde mi experiencia acá en Estados Unidos he tenido la mayor cantidad de recursos y más acceso para realizar mi trabajo ahora eso tampoco asegura tener miles de descubrimientos a diario. Además, acá es mucho más competitivo ya que todos quieren resaltar con sus ideas, pero también hay bastante colaboración al igual que en Francia. Acá también se ve mucho el aporte de particulares para desarrollar ciencia. Por ejemplo, yo trabajo en un instituto privado sin fines de lucro que no está vinculado directamente a la universidad, pero si está asociado.
He visto que la mayor parte de su trabajo se centra en buscar una cura para el daño del sistema nervioso central ¿Cuál es su motivación para toma esta línea de trabajo?
Poder tener conocimiento sobre las cosas y con ello ayudar a personas que padezcan algunas enfermedades y en esa época mi abuelo tenía Alzheimer y eso me motivó en parte a elegir esta área y estudiar la enfermedad e intentar buscar alguna terapia, esa fue mi motivación inicial después me fui de forma circunstancial para la conectividad entre neuronas y los daños y entender qué pasa cuando se desconecta el circuito y el daño de médula que es uno de los más potentes en el área al igual que los infartos cerebrales y ahora también las lesiones periféricas.
La ciencia nace de la búsqueda de respuesta frente a preguntas que nos planteamos, ¿Qué preguntas actualmente están dirigiendo su trabajo?
Si hablamos de sistema nervioso tenemos el central que cuando el circuito se corta, es decir, la conexión entre neuronas o con su blancos se rompe el sistema no tiene capacidad de repararlo como estaba inicialmente entonces tiene procesos que son compensatorios, luego tenemos el sistema nervioso periférico que tiene nervios que van a las extremidades, los brazos y las piernas, por esos nervios viajan estos axones de los que hablaba al comienzo y que van a inervar distintas partes de nuestras extremidades y este sistema cuando sufre un daño sí puede tener la capacidad de recuperarse parcialmente a un nivel de cómo estaba inicialmente entonces estoy intentando de mezclar los 2 conocimientos para poder ver si pueden hacer terapéuticos en un futuro.
La pregunta en estos últimos 5 años es ver cómo una persona que sufrió daño medular pueda volver a recuperar la función perdida. Cuando tú tienes el daño en la médula depende del lugar la funcionalidad que pierde, el lugar más típico de daño ocurre en la zona alta a la altura de la región cervical por lo que la persona va a terminar con tetraplejia con lo que no vas a poder mover ni las manos ni los pies, nuestro proyecto se basa en una encuesta que se realizado hace años atrás en la cual la gente afirma que la función que más desean recuperar es la movilidad de las manos y básicamente porque ellos cuando pierden su función motora y sensorial necesitan depender de otras personas incluso para alimentarse. Esa fue la pregunta clave de nuestro proyecto.
Nosotros trabajamos con modelos animales y con modelos humanos clínicos entonces hay un proyecto de un neurocirujano que desarrollo una cirugía para volver a recuperar la función de la mano en personas que sufrieron daño en la médula a nivel cervical, cuando tú cortas un axón este se daña y se regenera inervando nuevamente los blancos como los músculos, pero eso pasa sólo en el periférico. Este neurocirujano hizo todo un sistema como un bypass, básicamente cuando tú tienes un daño en la médula a cierta altura lo que esta abajo deja de recibir información, lo que hace este cirujano es tomar un nervio periferia que está arriba del daño de médula lo corta y lo conecta a otro nervio que está debajo del daño medular que ya no recibe información del central por ejemplo si estamos hablando del brazo o en la mano los nervios que controlan la mano están más abajo que los nervios que controlan el hombro por lo que si tú recibes un daño a nivel de los nervios de la mano aún se va a recibir información para los músculos del brazo y del hombro, entonces este neurocirujano corta los nervios funcionales y los pasa a la mano, y como el periférico tiene la posibilidad de regenerarse con el paso del tiempo estos axones vuelven a crecer y van a inervar los músculos cuyos nervios estaban dañados.
Y con esto surge otra pregunta de investigación que es ¿Qué factores hacen que el sistema nervioso periférico se regenere y no el central? Y con eso podríamos activar una regeneración completa del sistema nervioso.
“el axón va a regenerar alrededor de 1 mm diario”
Las últimas publicaciones han sido de reparación neuronal a través de estimulación eléctrica ¿Qué ventajas tiene esta técnica?
La técnica del bypass es la pregunta inicial que ya está funcionando en la clínica hay pacientes que reciben y que pueden recibir porque son buenos candidatos para recibir la cirugía y lo hacen pero hay un problema y es que el crecimiento de la regeneración del periférico es lenta se estima que en humanos el axón va a regenerar alrededor de 1 mm diario entonces si tú utilizas un nervio que está por el hombro y necesita más de 50 cm eso significa sobre 500 días en que tus nervios o tu axón logre llegar a la mano entonces estamos hablando de más de 1 año y eso es lo que se ve en clínica la recuperación de las funcionalidades después de la cirugía es de 1 a 2 años en que tú puedes ver algo de movilidad entonces toma mucho tiempo y también se ha visto que en pacientes no funciona muy bien entonces nosotros intentamos mezclar el conocimiento que se tiene de previamente con otras investigaciones que sería ¿Cómo podemos aumentar la rapidez de este crecimiento de los axones? para que la gente logre una recuperación funcional más rápida y tal vez eso permita tener mayor efectividad a la hora de recuperar función ya que se cree que al ser tan lento eso impide tener una mejor recuperación. Hay un concepto que viene de la época de los 80 o 70 que cuando tú haces un daño en el axón periférica este va a crecer otros investigadores se dieron cuenta que si tú vuelves a dañar el mismo axón va a crecer más rápido y de manera más robusta. Al primer daño se le llama condicionamiento ya que el sistema se condiciona para crecer y posteriormente estudios demostraron que al aplicar un estímulo eléctrico se puede generar este condicionamiento simulando el primer daño lo cual es muy bueno ya que evitaría tener que dañar el nervio y favorecería el tratamiento clínico, entonces tomamos estos y lo estamos aplicando a la regeneración de la movilidad de la mano.
Tenemos un modelo animal en que implementamos una cirugía de transferencia de nervios en la pata en la que se cortan y se transfieren un nervio para hacer bypass pero una semana antes se estimula eléctricamente el axón y se ha visto que crece más rápido.
Una de las ventajas que hemos tenido es la colaboración directa del neurocirujano que hace esta cirugía de transferencia axonal en humano que ha permitido que avancen más rápido porque nosotros vamos entregando resultados de lo obtenido en el laboratorio y el neurocirujano va a aportando ideas para que se puede aplicar en humanos.
Ahora el siguiente paso que se está haciendo y que fueron aprobado los fondos es pasar a un modelo animal más grande que los roedores para ver si esta técnica eléctrica funciona y pueda ayudar a la gente, también otra idea es estimular eléctricamente en la rehabilitación después de la transferencia de nervio.
“hay un paciente que se aplicó esta técnica y recupero movilidad en la mano en un tiempo de un año”
Utilizando esta técnica ¿Se podría reparar cualquier tipo de lesión al sistema nervioso central o debe cumplir con algunos requisitos? Por ejemplo si una persona lleva décadas con una lesión se podría emplear esta técnica.
El trabajo clínico siempre tiene ciertos requerimientos como la edad y también los años después de la lesión, pero hay un paciente que se aplicó esta técnica y recupero movilidad en la mano en un tiempo de un año, el llevaba cerca de 13 años con la lesión además tenía cerca de 60 años cuando se sometió al tratamiento de estimulación, esto es muy prometedor.
¿En qué etapa se encuentra su trabajo?
Ya estamos finalizando toda la etapa preclínica que son el trabajo con el modelo animal y estamos terminando de evaluar si funciona en la recuperación de la pata más rápida o no con la estimulación eléctrica después de la transferencia de nervio. Por el momento se ve una mejora con la estimulación eléctrica que podría ser un inicio para poder mejorar el sistema clínico. Además en nuestro modelo no hemos visto efectos negativos pero si un problema práctico porque por ejemplo el modelo que utilizamos los nervios son tan pequeño y el sistema periférico tienes nervios que están formados por el sistema motor que se ha conectado con los músculos que permite la movilidad y también tiene el sistema sensorial que percibe lo que sentimos sobre todo en la mano que posee muchas terminaciones nerviosas como calor, presión, dolor, entre otros, entonces cuando nosotros estimulamos y cortamos para hacer la transferencia estamos afectando a los 2 sistemas sensorial y motor, entonces una de las cosas que nos sabemos son las complicaciones en el dolor ya que podría generar un dolor crónico a pesar que en nuestros ensayos no lo vimos es algo que debemos evaluar.
En la clínica eso no es tanto problema porque el neurocirujano lo que hace es identificar en el nervio las vías sensitivas de las motoras entonces lo que hace es cortar solo los motores y conectarlo al otros nervio que también son solo motor entonces el componente sensorial de dolor no sería afectado.
