En un estudio reciente, investigadores de la Universidad Xi'an Jiaotong-Liverpool y otras universidades de China informaron que la estimulación cerebral combinada con un aerosol nasal que contiene nanopartículas puede mejorar la recuperación después de un accidente cerebrovascular isquémico en un modelo animal.

El aerosol nasal es un método no invasivo para administrar nanopartículas magnéticas en el cerebro que el estudio encuentra puede aumentar los beneficios de la estimulación magnética transcraneal (TMS). TMS es un método no invasivo estimulación cerebral ya utilizado clínicamente o en ensayos clínicos para tratar afecciones neurológicas como accidente cerebrovascular, enfermedad de Parkinson, enfermedad de Alzheimer, depresión y adicción.

Ratas que recibieron tratamiento combinado de nanopartículas y TMS cada 24 horas durante 14 días después de un ictus isquémico tenían una mejor salud en general, aumentaron de peso más rápidamente y mejoraron las funciones cognitivas y motoras en comparación con los tratados solo con TMS.

Durante el tratamiento de TMS, una corriente eléctrica pasa a través de una bobina eléctrica colocada fuera del cráneo, produciendo un campo magnético que estimula células del cerebro induciendo otra corriente eléctrica dentro del cerebro. Sin embargo, la estimulación a menudo no es lo suficientemente intensa como para penetrar lo suficiente en el cerebro para llegar a las áreas que necesitan tratamiento.

En este nuevo estudio, publicado en materiales hoy quimica, los investigadores muestran que magnético nanopartículas, administrado por vía intranasal, puede hacer que las neuronas respondan mejor y amplificar la señal magnética de TMS para llegar al tejido cerebral más profundo, lo que ayuda a la recuperación. El hallazgo ofrece nuevas oportunidades para el tratamiento de trastornos neurológicos.

De imposible a posible

La investigación responde a una pregunta clave en la nanomedicina: si es posible mejorar la TMS mediante el uso de nanopartículas que se administran de forma no invasiva en el cerebro. Figuras destacadas en el campo afirmaron anteriormente que era casi imposible debido a la barrera hematoencefálica. Esta barrera física separa el cerebro del resto del torrente sanguíneo del cuerpo.

Sin embargo, el equipo de investigadores superó esto al guiar las nanopartículas magnéticas más cerca del área correcta con un gran imán cerca de la cabeza.

El Dr. Gang Ruan, autor correspondiente del estudio, dice: “Pudimos superar la barrera hematoencefálica y enviar suficientes nanopartículas al cerebro para usarlas en combinación con la simulación TMS para mejorar la recuperación de un accidente cerebrovascular.

“Los dispositivos TMS ya se utilizan para el tratamiento clínico de trastornos neurológicos, pero tienen graves limitaciones en cuanto a la fuerza de la estimulación y las profundidades del cerebro que pueden penetrar.

“Al colocar nanopartículas magnéticas en el cerebro de manera no invasiva, podemos amplificar y mejorar los efectos de la estimulación TMS en las neuronas, lo que hace que el tratamiento sea más efectivo”, agrega el Dr. Ruan.

“Demostrar que es posible usar nanopartículas de esta manera allana el camino para aplicaciones médicas de nanopartículas para otros trastornos neurológicos”.

Cruzando barreras

Las nanopartículas de óxido de hierro utilizadas en el estudio ya están recetadas para tratar deficiencia de hierro ya que no son tóxicos y son biodegradables. El equipo también modificó las nanopartículas recubriéndolas con varias sustancias no tóxicas.

El Dr. Ruan dice: “El recubrimiento hace que las nanopartículas se adhieran a la barrera hematoencefálica, lo que aumenta sus posibilidades de atravesarla. Sin este recubrimiento, las partículas simplemente rebotan en la barrera en lugar de cruzarla.

“Las modificaciones del oxido de hierro Las partículas también aseguran que las nanopartículas puedan adherirse a las neuronas y aumentar su capacidad de respuesta a la estimulación TMS”.

La seguridad del uso de nanopartículas modificadas debe evaluarse en ensayos clínicos, pero tiene el potencial de usarse en combinación con TMS y otros métodos, como imágenes cerebrales, para obtener más información sobre cómo funciona el cerebro y mejorar el tratamiento de los trastornos neurológicos. .

“Muchos científicos todavía piensan que es imposible enviar de manera no invasiva suficientes nanopartículas al cerebro para afectar la función cerebral. Sin embargo, hemos demostrado que es posible”, dice el Dr. Ruan.

“Combinamos la experiencia de nuestro equipo en cuatro disciplinas diferentes, ciencia de los Materiales, biofísica, neurociencia y ciencia médica, para ampliar los límites de nuestro conocimiento y desafiar lo que se piensa actualmente en el campo”.