La rata TAIEP: estrella de las pasarelas para el estudio de tratamientos contra la esclerosis múltiple

Evaluarán los efectos de tratamientos farmacológicos y fisioterapéuticos en el andar de roedores con este mal neuronal

BUAP. 16 de mayo de 2017.- La rata TAIEP es una estrella de la comunidad científica y las pasarelas. Este modelo animal, desarrollado en el Instituto de Fisiología (IF) de la BUAP, ha mostrado sus bondades en el estudio de padecimientos asociados al cerebro, ya que presenta temblor, ataxia, inmovilidad, epilepsia y parálisis, síntomas que le dan su nombre. En una reciente investigación, este roedor se luce por una pasarela para que los especialistas valoren el efecto de fármacos y la fisioterapia en el tratamiento de la esclerosis múltiple.

Pero la rata TAIEP no camina por una pasarela tradicional, se trata del CatWalk de la compañía Noldus: una estructura con forma de pasillo flanqueada con barreras que permite observar a detalle la locomoción del roedor, la velocidad al andar, la coordinación entre las extremidades y su equilibrio, entre otros aspectos.

Estas variables permiten hacer una evaluación integral de la marcha e identificar los progresos de distintos tratamientos para la esclerosis múltiple, que según la prensa nacional, afecta a casi 20 mil mexicanos, provocándoles disfunciones en el cerebro, nervios ópticos y en la médula espinal.

María del Carmen Cortés Sánchez y José Ramón Eguibar Cuenca, investigadores adscritos al Laboratorio de Neurofisiología de la Conducta y Control Motor del IF-BUAP, son los responsables de este proyecto de investigación. Este último destacó que la rata TAIEP es un modelo animal único e idóneo para el estudio de enfermedades neuronales, porque es un modelo genético que desarrolla la enfermedad tal y como un paciente humano lo hace durante su vida.

“Los ejemplares caminan con ataxia –dificultad para coordinar movimientos-al desplazarse de un punto a otro. Este aparato –el CatWalk- nos permite ver las huellas de las patas de la ratas, tomar la velocidad con la que avanzan, conocer cómo abren el ángulo de sostén de las extremidades, detectar cuál de estas presionan más o cómo mantienen el balance a pesar de sus problemas motores”, señaló el especialista.

A diferencia de las fotografías que capturan los mejores fotógrafos de moda, que buscan reflejar lo mejor de las marchas en las pasarelas, en este proyecto, con la información obtenida del CatWalk, se busca evidenciar con claridad y detalle las dificultades que al andar padecen los roedores.

Una vez descrita la marcha, los científicos de la BUAP, en colaboración con el doctor Hugo Hernández y la alumna de Ingeniería Biomédica Saraí Domínguez, investigadores de la Universidad de Guanajuato, administrarán fármacos a nivel espinal –vía la cisterna magna- para observar las modificaciones en su andar y, de esta forma, evaluar si existen mejoras en la locomoción de la rata TAIEP.

Los fármacos suministrados son factores de crecimiento neuronal de efectos conocidos en otros trastornos cerebrales. “Lo que queremos es mejorar la comunicación de las neuronas, es decir, su sinapsis. La rata TAIEP presenta estos problemas debido a deficiencias con la mielina, sustancia que recubre las vías de comunicación entre las células del cerebro (neuronas), tal y como el plástico aísla los cables de cobre en las conexiones de nuestra casa”, comentó Cortés Sánchez. Si las instalaciones eléctricas no cuentan con esta protección se ocasionan cortos circuitos; algo similar sucede en las comunicaciones entre distintas estructuras cerebrales y en particular en el circuito de la marcha.

La rata TAIEP pierde la mielina con la edad (desmielinización), lo que altera su marcha de manera progresiva y la convierte en un modelo ideal para estudiar enfermedades asociadas con ésta, como lo es la esclerosis múltiple o la esclerosis lateral amiotrófica, conocida también como enfermedad de Lou Gehring.

Un brazo robótico para la rehabilitación

El progreso de pacientes con esclerosis múltiple se debe en parte a los tratamientos fisioterapéuticos, ya que reactivan partes del cerebro asociadas al control motor que están dañadas por el mal congénito. A la fecha, éstos son realizados de forma manual por especialistas médicos.

Científicos del Instituto de Fisiología y la Facultad de Ciencias de la Electrónica (FCE) proponen su automatización, es decir, trabajan en el diseño y fabricación de un brazo robótico que realice las terapias que los fisioterapeutas ejecutan de forma manual. El prototipo será sometido a prueba en el tratamiento de las ratas TAIEP. Sus resultados serán evaluados de la misma manera con la que se mide el impacto de los factores de crecimiento neuronal.

Lo anterior permitirá conocer los efectos benéficos de la terapia automatizada y combinarla con otras opciones terapéuticas, como los tratamientos farmacológicos o el factor de crecimiento neuronal.

En la opinión de Fernando Reyes Cortés, especialista en automatización y robótica de la FCE y asesor del área del diseño del robot en cuestión, las ventajas de la automatización se deben a que se reduce el margen de error durante las terapias: “los movimientos que deben ser repetidos serán idénticos tanto en intensidad, velocidad, dirección y trayectoria”, y a la implementación a larga distancia de dichos tratamientos, con la ayuda de dispositivos móviles.

El investigador describió al prototipo como un robot con peso de 10 a 8 veces superior al de los roedores –para evitar que estos lo muevan al interactuar-, el cual está integrado por una base móvil –una suerte de carrito- que soporta un brazo robótico que se encargará de hacer los movimientos a las extremidades afectadas. Este último componente es una escala del 30 por ciento del brazo robótico diseñado por el mismo investigador y su equipo de trabajo, para atender problemas de movimiento en humanos.

El diseño, fabricación y calibración del robot se realiza a partir de los parámetros que se obtengan al analizar la marcha del roedor en el CatWalk. Los roedores al caminar dejarán sus huellas en este dispositivo especializado, para analizar con detalle la disposición de las extremidades, la relación que guardan entre ellas y la posición de los dedos.