Redacción
Usando nanopartículas magnéticas intracorporales controladas desde fuera, unos científicos han conseguido estimular la glándula suprarrenal de unos roedores para controlar la liberación de hormonas relacionadas con el estrés.
Los niveles anormales de hormonas del estrés como la adrenalina y el cortisol están vinculados a una amplia gama de trastornos de la salud mental, incluyendo la depresión y el trastorno por estrés postraumático. El equipo de Polina Anikeeva, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, ha ideado ahora una forma de controlar a distancia la liberación de estas hormonas de la glándula suprarrenal, utilizando para ello nanopartículas magnéticas.
Esta estrategia podría ayudar a los científicos a descubrir más detalles sobre cómo la liberación de hormonas influye en la salud mental, y podría acabar brindando una nueva forma de tratar los trastornos vinculados a las hormonas.
Para lograr el control de la liberación de hormonas, Dekel Rosenfeld, investigador del grupo de Anikeeva, desarrolló nanopartículas magnéticas especializadas que pueden ser inyectadas en la glándula suprarrenal. Cuando se exponen a un campo magnético débil, las partículas se calientan ligeramente, activando canales sensibles al calor que desencadenan la liberación de hormonas. Esta técnica puede utilizarse para estimular un órgano en lo profundo del cuerpo sin tener que recurrir a métodos más invasivos.
En el nuevo estudio, el equipo de investigación quiso explorar la posibilidad de tratar trastornos mentales manipulando órganos que están fuera del sistema nervioso central pero que influyen en él a través de la liberación de hormonas. Un ejemplo bien conocido es el eje hipotalámico-pituitario-suprarrenal, que regula la respuesta de estrés en los mamíferos. Las hormonas secretadas por la glándula suprarrenal, entre ellas el cortisol y la adrenalina, desempeñan papeles importantes en la depresión, el estrés y la ansiedad.
Los ingenieros del MIT han desarrollado nanopartículas magnéticas (mostradas en cuadrados blancos) que pueden estimular la glándula suprarrenal para producir hormonas del estrés como la adrenalina y el cortisol. (Imagen: cortesía del equipo de investigación. CC BY-NC-ND 3.0)
Como mecanismo sobre el cual actuar para estimular la liberación de hormonas, los investigadores se decidieron por los canales iónicos que controlan el flujo de calcio en las células suprarrenales. Esos canales iónicos pueden ser activados por diversos estímulos, incluyendo el calor. Cuando el calcio fluye a través de los canales abiertos hacia las células suprarrenales, las células comienzan a bombear hormonas al exterior. “Si queremos modular la liberación de esas hormonas, tenemos que ser capaces de modular esencialmente el flujo de calcio hacia las células suprarrenales”, resume Rosenfeld.
A diferencia de investigaciones anteriores en el grupo de Anikeeva, en el nuevo estudio se aplicó la estimulación magnetotérmica para modular la función de las células sin introducir artificialmente ningún gen.
Para estimular estos canales sensibles al calor, presentes en las células suprarrenales, los investigadores diseñaron nanopartículas hechas de magnetita, un tipo de óxido de hierro que forma diminutos cristales magnéticos de aproximadamente 1/5000 del grosor de un cabello humano. Comprobaron que en ratas estas partículas pueden ser inyectadas directamente en las glándulas suprarrenales y permanecer allí durante al menos seis meses. Cuando las ratas fueron expuestas a un campo magnético débil, de aproximadamente 50 militeslas, unas 100 veces más débil que los campos usados para la resonancia magnética (MRI), las partículas se calentaron unos 6 grados centígrados, lo suficiente para activar los canales de calcio a fin de que se abrieran, sin dañar ningún tejido circundante.
El tipo de canal sensible al calor en el que actuaron, conocido como TRPV1, se encuentra en muchas neuronas sensoriales de todo el cuerpo, incluyendo los receptores de dolor. Los canales TRPV1 pueden ser activados por la capsaicina, el compuesto orgánico que proporciona a los pimientos picantes su ardor, así como por una temperatura alta. Están presentes en todas las especies de mamíferos, y pertenecen a una familia de muchos otros canales que también son sensibles al calor.
Esta estimulación desencadenó una oleada hormonal, duplicando la producción de cortisol y aumentando la de noradrenalina en un 25 por ciento. Esto condujo a un aumento medible de los ritmos cardíacos de los animales.
Los investigadores planean ahora usar esta estrategia para estudiar cómo la liberación de hormonas afecta al trastorno por estrés postraumático y a otros trastornos. Creen que con el tiempo esta técnica podría adaptarse para tratar tales alteraciones mentales. Este método ofrecería una alternativa mucho menos invasiva a los tratamientos potenciales que implican implantar un dispositivo médico para estimular eléctricamente la liberación de hormonas, lo cual no es factible en órganos como las glándulas suprarrenales que son blandas y altamente vascularizadas.
Otra área en la que esta estrategia parece prometedora es en el tratamiento del dolor, porque los canales iónicos sensibles al calor se encuentran a menudo en los receptores del dolor.
“Ser capaces de modular los receptores del dolor con esta técnica puede que nos permita estudiar el dolor, controlar el dolor y encontrar algunas aplicaciones clínicas en el futuro, lo que esperamos pueda ofrecer una alternativa a los medicamentos o implantes para el dolor crónico”, especula Anikeeva. Investigando más sobre la existencia del TRPV1 en otros órganos, la técnica podría extenderse a más órganos periféricos como el sistema digestivo y el páncreas.
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