Un nuevo descubrimiento despierta nuevas esperanzas para la recuperación de la respiración tras lesiones medulares

Publicado originalmente por la Universidad Case Western Reserve en medicalexpress.com, el 12 de agosto de 2025.

Editado por Gaby Clark, revisado por Robert Egan

 

Los ChAT+ IN se activan bajo una prueba de gas hipercápnico. Crédito: Cell Reports (2025). DOI: 10.1016/j.celrep.2025.116078

El difunto actor Christopher Reeve, más conocido por su papel de Superman en los años 70 y 80, se convirtió en activista de la investigación sobre lesiones medulares tras quedar paralítico en un accidente de equitación, lo que le obligó a pasar el resto de su vida en silla de ruedas y conectado a un respirador.

Reeve, que falleció en 2004, era una de las aproximadamente 300 000 personas que vivían con una lesión medular en todo EE. UU., siendo las complicaciones respiratorias la causa más común de enfermedad y muerte, según la Fundación Christopher & Dana Reeve, que él y su difunta esposa crearon para apoyar la investigación.

Sin embargo, los resultados de un nuevo estudio, dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad Case Western Reserve, muestra que un grupo de células nerviosas del cerebro y la médula espinal, llamadas interneuronas, pueden estimular la respiración cuando el cuerpo se enfrenta a ciertos retos fisiológicos, como el ejercicio y las condiciones ambientales asociadas a la altitud.

Los investigadores creen que su descubrimiento podría conducir a tratamientos terapéuticos para pacientes con lesiones medulares que tienen dificultades para respirar por sí mismos. Sus hallazgos se han publicado recientemente en la revista Cell Reports.

«Aunque sabemos que el tronco cerebral marca el ritmo de la respiración», afirma Polyxeni Philippidou, profesora asociada del Departamento de Neurociencias de la Facultad de Medicina de la Universidad Case Western Reserve e investigadora principal, «las vías exactas que aumentan la producción de las neuronas motoras respiratorias no estaban claras, hasta ahora».

El equipo de investigación contó con la colaboración de la Universidad de St. Andrews en el Reino Unido, la Universidad de Calgary en Canadá y la Academia de Investigación Biomédica de Atenas en Grecia.

Legado de la investigación sobre la médula espinal en la CWRU

El Departamento de Neurociencias de la Facultad de Medicina lleva más de 30 años estudiando los circuitos motores y las lesiones de la médula espinal, comenzando con el difunto Jerry Silver, miembro fundador del departamento y reconocido por la Fundación Reeve por su trabajo.

Silver, fallecido en enero, era miembro del Consejo Asesor Científico de la Fundación Reeve y del Consejo Científico del International Spinal Research Trust en Inglaterra. Fue galardonado con la Medalla de Investigación Christopher Reeve-Joan Irvine por sus contribuciones fundamentales a la promoción de la reparación de la médula espinal dañada; la Fundación Reeve también publicó un homenaje tras su fallecimiento.

Además, la antigua directora del departamento, Lynn Landmesser, fallecida a finales de 2024, fue una neurocientífica pionera y ayudó a desarrollar la Iniciativa para la Salud Cerebral de Cleveland en la Facultad de Medicina. Realizó contribuciones fundamentales al estudio del desarrollo de los circuitos motores y fue miembro de la Academia Nacional de Ciencias.

El estudio

Al identificar un subconjunto de interneuronas como un nuevo punto potencialmente fácil de alcanzar para el tratamiento de las lesiones de la médula espinal y las enfermedades relacionadas con la respiración, los investigadores creen que los médicos podrían desarrollar terapias para ayudar a mejorar la respiración de las personas con estas afecciones.

Resumen gráfico. Crédito: Cell Reports (2025). DOI: 10.1016/j.celrep.2025.116078

El estudio demostró que el bloqueo de las señales de estas células de la médula espinal dificultaba la respiración adecuada del organismo cuando había un exceso de dióxido de carbono (CO2) en la sangre, una afección conocida como hipercapnia.

El CO2 se crea en el cuerpo cuando las células producen energía. Los glóbulos rojos transportan el CO2 desde los órganos y tejidos hasta los pulmones, donde se exhala. Si el cuerpo no puede eliminar el CO2, este se acumula en la sangre, lo que dificulta la respiración y provoca insuficiencia respiratoria.

«Estas células de la médula espinal son importantes para ayudar al cuerpo a ajustar su respiración en respuesta a cambios como los niveles elevados de CO2», afirmó Philippidou.

En este estudio, el equipo utilizó modelos de ratones modificados genéticamente para explorar las vías implicadas en la respiración. Los investigadores mapearon las conexiones neuronales, midieron la actividad eléctrica de las neuronas, observaron el comportamiento de los modelos y utilizaron microscopía para visualizar la estructura y la función de las neuronas, todo ello centrado en las células nerviosas de la médula espinal implicadas en la respiración.

«Pudimos definir la identidad genética, los patrones de actividad y la función de un subconjunto especializado de neuronas de la médula espinal implicadas en el control de la respiración», explicó Philippidou.

El equipo está ahora probando si dirigirse a estas neuronas en enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), también conocida como enfermedad de Lou Gehrig, y la enfermedad de Alzheimer puede ayudar a restaurar la respiración.

Más información: Minshan Lin et al, A cholinergic spinal pathway for the adaptive control of breathing, Cell Reports (2025). DOI: 10.1016/j.celrep.2025.116078

Publicado en: Cell Reports

Proporcionado por Case Western Reserve University

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