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Usando la técnica de la CLARIDAD para la rehabilitación y la reparación de la médula espinal

insights from industryDr. Quentin BarraudPost-doctoral ResearcherEPFL

Las ciencias de la vida Noticia-Médicas hablan al Dr. Quentin Barraud sobre su trabajo sobre la reparación de la médula espinal y cómo él utiliza la técnica de la CLARIDAD en su investigación.

¿La reparación y la rehabilitación de la médula espinal es un difícil pero tema importante a investigar, puede usted dar por favor una reseña abreviada de la investigación en este campo?

Hay muchas pendientes de los daños de la médula espinal, en términos de alcance del movimiento, de pequeñas incapacidades a la silla de ruedas que se convierte limitada para el descanso de su vida, el alcance es muy amplio.

Hay muchas diversas aproximaciones a intentar vencer estas incapacidades, con los campos de investigación dominantes que es centrada en terapias de célula madre que se convierten y usando factores de incremento para ascender el nuevo crecimiento del tejido de nervio después del daño.

Innovaciones en el tratamiento espinal usando el claro electroforético del tejido de AZoNetwork en Vimeo.

¿Puede usted dar por favor una reseña abreviada de su campo de investigación?

En nuestro laboratorio nuestra estrategia es una broca diferente. Nos centramos en utilizar qué se deja después de un daño, qué es pasada sin por la lesión. En la mayor parte de los casos, en seres humanos, solamente una pequeña parte del tejido se pasa sin.

Queremos aprovecharnos de esto tejido pasado sin y permitir que el cerebro llegue hasta la médula espinal otra vez después de la lesión. Para esto, hemos desarrollado un método de estímulo eléctrico de la médula espinal combinada con el estímulo farmacológico.

Para resumir abreviadamente, aplicando el estímulo eléctrico a continuacíon el daño asumiremos el control la impulsión excitadora que originó inicialmente del cerebro que ahora se separa de la región espinal más inferior.

Aplicando el estímulo eléctrico, damos el mando al sistema del motor de mover el tramo. Conjuntamente con esto también aplicamos un cóctel de agentes farmacológicos para modular las neuronas y el acto como un combustible que les hace el active.

Combinando el estímulo eléctrico y químico de la médula espinal hemos demostrado en los modelos animales que podíamos restablecer el mando voluntario del movimiento del daño serio de la médula espinal.

El primer revelado utilizaba los electrodos muy simples para estimular la médula espinal. Esto fue hecha en el laboratorio hace aproximadamente diez años. Ahora, hemos perfeccionado el protocolo del estímulo. Podemos ahora estimular la médula espinal más exacto y estimular el músculo de la extensión cuando ha necesitado, estimule el músculo de la flexión cuando ha necesitado.

Podemos controlar fino el movimiento del tramo después de un daño en espacio y tiempo. Éste es algo que hemos perfeccionado. Ahora, estamos traduciendo nuestra tecnología que desarrollamos en el modelo del Holden a los seres humanos.

Para eso pusimos en marcha estudios preclínicos en mamíferos más altos. Al usar a primates no humanos, teníamos resultados positivos y ahora una juicio clínica ha comenzado en un hospital, donde estaban los primeros pacientes en el juego hace unas semanas, que es realmente prometedor.

Técnicas espinales del tratamiento en el laboratorio de AZoNetwork en Vimeo.

¿Qué modelos se utilizan en la investigación preclínica? ¿Qué técnicas usted utiliza?

Utilizamos muchas diversas clases de modelos para estudiar las médulas espinales. Tenemos los proyectos que observan el mecanismo de la locomoción y cómo restablecer este mecanismo después de un daño.

Éste es el modelo que estamos trabajando con, nosotros tenemos diversas clases de daños de la médula espinal que colocan del corte simple de la médula espinal al modelo de la contusión, que imita la condición humana del tener una contusión en la médula espinal.

Dependiendo de la pregunta de la investigación tenemos en el laboratorio que elegimos simple una diversa clase de modelo. Entonces usando estos modelos, podemos entrenar al animal para recuperar cierta capacidad de recorrer después de un daño usando un interfaz robótico.

Utilizamos muchas técnicas anatómicas que intentan entender que el mecanismo subyacente y para ése nosotros utiliza una técnica de la inmunoquímica, particularmente la nueva técnica de la claridad que fue desarrollada para visualizar las neuronas en 3 dimensiones.

Esto es extremadamente útil para nuestro trabajo, ver cómo un sistema consigue reorganizado después de un daño. Dentro de si el axón del corte puede crecer o a través de la lesión al usar nuestra aproximación, y si podemos ascender un mejor resultado para las fibras del corte.

Utilizamos los electrodos del e-dura, desarrollados para ser estirables y para imitar las propiedades de la materia del dura para tener acciones recíprocas cercanas con el tejido biológico. Hemos mostrado usando esta clase de tecnología que podemos entregar el estímulo eléctrico y químico al tejido de los nervios. Ayuda del sistema de los nervios reorganizar. Es importante desarrollar este la clase de estrategias.

¿Cómo el centro de Wyss ha ayudado a soportar su investigación?

El centro de Wyss ayuda a investigadores a traer los conceptos que fueron demostrados pre-clinically a los seres humanos, ellos ofrece todas las herramientas para hacer esto. El centro de Wyss tiene un foco fuerte en los dispositivos prostéticos de los nervios que obrarán recíprocamente de cerca con el tejido biológico.

Por ejemplo están desarrollando una radio implantable del cerebro que pueda leer los pensamientos de la gente con parálisis e inalámbrico transmita la intención de moverse fuera de la carrocería. También estuvieron implicados en el revelado de los electrodos del e-dura, que son electrodos flexibles y estirables y tienen las mismas propiedades que el dura mater.

La tecnología avanzada como esto se desarrolla en el centro de Wyss. Estamos trabajando con ellos para traer nuestro concepto a los seres humanos, usando la tecnología que están ayudando a desarrollar nuestros modelos.

¿Qué papel el sistema de claro del tejido de X-CLARITY ha desempeñado dentro de su investigación? ¿Qué usted hace con este sistema de claro del tejido?

Antes de que el sistema de X-CLARITY subiera en el mercado, hace unos años, utilizábamos el claro pasivo para vaciar las muestras, que nos tardaron semanas o meses. Con este nuevo sistema, este proceso se puede hacer dentro de seis o siete horas, usted puede incluso sin obstrucción un cerebro entero en este tiempo.
X-claridad autorizada cerebro del ratón

El X-CLARITY por lo tanto trae ventajas obvias. Salva mucho tiempo, podíamos a la imagen al equipo entero de cerebro y de médulas espinales en relativamente un poco tiempo. Esto permitió que viéramos sin obstrucción la ventaja de las aproximaciones tuviera en las redes de la médula espinal que seguían un daño. Es un gran dispositivo para salvar la hora para su investigación.

Otra ventaja del sistema de X-CLARITY es que permite que usted estandardice mejor su metodología, si no es difícil tener dimensiones cuantitativas. Previamente, todo lo que podríamos hacer era presentar datos cualitativos, pues era difícil cuantificar la cantidad de fibras en una muestra.

Usando X-CLARITY el sistema nos da claridad con estandardizar el proceso del claro. El poder tener datos cuantitativos permite a todas las muestras del cerebro ser comparado con uno a porque todas seguirán el mismo protocolo, en diversas condiciones. Será una ventaja enorme en tener análisis cuantitativo.

En resumen, los investigadores de las ventajas de sistema de X-CLARITY salvando mucho tiempo y ayudando a estandardizar protocolos en el laboratorio.

¿Cómo usted preve el sistema de claro del tejido de X-CLARITY que ayuda a su investigación? ¿Qué usted compartiría con otros sobre él?

El sistema de X-CLARITY nos ayudará a entender cómo la red reorganiza después del daño. Este sistema permite que usted visualice y que siga el curso de un axón que viene de la corteza de motor, bajando a la médula espinal lumbar. Usted puede visualizar, en 3D, el curso de único o varios axones cuando circundan la lesión por ejemplo.

Éste es algo que es único al sistema de X-CLARITY en el momento. Por eso esta técnica es muy emocionante. Comparado a las técnicas clásicas del almacenamiento, al trabajar en cerebro y la médula espinal en rebanadas muy finas están todos en las 2.as imágenes y éste hace difícil conseguir el retrato entero de qué está continuando.

Usando la claridad conseguimos del sistema de X-CLARITY, recientemente en algunos muestra que hemos podido ver carriles de la fibra que no podíamos visualizar en las 2.as secciones. Nos sorprendieron ver cómo los axones ordenaban real en diferente, segregando liamos. Éste es algo que no podríamos ver al usar técnicas clásicas.

¿Qué éxitos allí han sido con los biomateriales que pueden crear un interfaz a largo plazo entre los tejidos de los nervios y los implantes espinales?

Era muy desafiador encontrar algo que igualaría las propiedades y la horma un rato largo también, ellos ha intentado diversas clases de materiales con diversa rigidez por ejemplo. Qué encontraron es la combinación apropiada para igualar las propiedades de la materia del dura.

También probaron los materiales para el biocompatibility del dispositivo y mostraron que había nivel casi normal de reacción inmune. Es algo que trabaja en simbiosis con los sistemas biológicos.

¿Cómo los implantes espinales funcionan?

El implante de los nervios que utilizamos está reemplazando la función perdida que venían inicialmente del cerebro y que consiguió el corte que seguía una lesión.

Puestos simple, entregando el estímulo eléctrico, reemplazamos la impulsión excitadora que viene del cerebro, y porque los circuitos espinales abajo del daño aún están funcionando pero estamos apenas inactivos. Entregando el estímulo ` los despertamos' y permitimos que el sistema sea funcional otra vez. Ésa es la idea detrás del nuevo implante, de imitar las entradas que vienen del cerebro y de reemplazarlas.

¿Qué técnica usted utiliza para medir como de bien los implantes haber conectado con los tejidos espinales?

Tenemos muchas mediciones que se realicen durante un periodo de tiempo extendido para medir la incidencia de los electrodos y para considerar cómo obran recíprocamente con el tejido. Si vemos que el umbral de la activación está aumentando es un signo que está saliendo mal algo.

La idea es siempre desarrollar los implantes que son estables durante un largo periodo del tiempo y conservar propiedades estables cuando en la acción recíproca cercana con el tejido.

¿Qué el futuro espera para la investigación de la reparación de la médula espinal? ¿Qué retos hay vencer?

Mientras que los laboratorios están trabajando en aproximaciones de la célula madre, otros laboratorios están desarrollando los dispositivos de los nervios, otros están intentando conectar usando interfaz espinal del cerebro con la médula espinal.

La idea en el futuro es tener investigación combinatoria. Combinar todos los campos junto en el mismo paciente para tener una combinación de la célula madre representa gráficamente por ejemplo y los factores cruzados que son navegados por el uso de un interfaz espinal del cerebro, donde el cerebro puede controlar real el estímulo eléctrico abajo del daño.

El gran reto siguiente en el campo de la proyección de imagen para el muestreo sin obstrucción y para las muestras enormes es la informática. Éste es el obstáculo siguiente que la gente tendrá que vencer. Ahora hemos estado utilizando esta clase de sistema, el proceso del claro nos estandardizamos pero ahora necesitamos tener microscopios apropiados para la proyección de imagen que permitirá que tengamos la capacidad de visualizar muestras grandes.

Por supuesto usted necesita la potencia para que las computadores tramiten y analicen esta clase de datos. Ése es el reto siguiente, en términos de revelado técnico para esta técnica del claro. Sé por ejemplo que en el centro de Wyss están desarrollando la tecnología que nos ayudará a vencer estos retos. Éste es el principio de la onda enorme en el campo a comenzar a usar estos procedimientos.

¿Dónde pueden los programas de lectura encontrar más información?

Sobre Quentin Barraud

El Dr. Quentin BarraudQuentin Barraud tiene un doctorado en neurología donde él estudió en la universidad de Burdeos y graduó en 2010.

Él tiene actualmente una posición postdoctoral en el laboratorio de EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) en donde él trabaja en modelos del daño de la médula espinal para intentar encontrar nuevas estrategias para perfeccionar la calidad de vida de pacientes con daños de la médula espinal.

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