Recientemente científicos han logrado integrar nanotubos de carbono en las neuronas para controlar el crecimiento y restaurar las conexiones eléctricas perdidas entre las células nerviosas.

Ellos han demostrado que los nanotubos de carbono se pueden utilizar con seguridad y esperan que puedan restaurar la función neuronal a las personas con lesiones de la columna vertebral. La integración de los nanotubos de carbono aportaron también algunos beneficios inesperados.

Los nanotubos de carbono tienen algunas propiedades notables: excelente conductividad térmica, resistencia mecánica y conductividad eléctrica. Se han utilizado para fabricar la fibra más resistente jamás fabricada, chips de computadora que funcionan dos veces más rápido que los chips de silicio y también se han utilizado para crear el material más negro del mundo – Vantablack.

Debido a que son largos, delgados y conductores, los nanotubos de carbono parecían ser el candidato ideal para las prótesis neuronales, restaurando la función de las vías neurales dañadas, y los sistemas que interactúan con el cuerpo humano.

«El material perfecto para construir interfaces neuronales no existe, sin embargo los nanotubos de carbono en los que estamos trabajando ya han demostrado tener grandes potencialidades», dijo Laura Ballerini, una de las investigadoras de la Escuela Internacional de Estudios Avanzados en Italia.

«Después de todo, los nanomateriales representan actualmente nuestra mejor esperanza para desarrollar estrategias innovadoras en el tratamiento de las lesiones de la médula espinal».

Entonces, ¿por qué no los usamos ya?

Han habido preocupaciones en el pasado sobre la seguridad de los nanotubos de carbono. Su naturaleza fibrosa los coloca en la misma clase que el amianto y se ha demostrado que penetran en la membrana celular – una capa delicada hecha de moléculas de lípidos.

En este estudio, los investigadores modificaron químicamente la superficie de los nanotubos de carbono para que pudieran convertirse en una tinta de nanotubo de carbono para facilitar su procesamiento. La tinta se dejó caer sobre una superficie de vidrio plano y se calentó a una temperatura de 350 grados centígrados para crear una estera fina de nanotubos de carbono puro.

Las neuronas fueron cosechadas del hipocampo de ratas de laboratorio y depositadas directamente sobre la parte superior de las esterillas de nanotubos. Después de un período de incubación a temperatura corporal, se realizaron ensayos con las células en cuanto a conductividad y compatibilidad con la superficie de nanotubos de carbono.

Ballerini y su equipo confían en que, esta vez, han demostrado que los nanotubos de carbono pueden utilizarse con seguridad.

«En primer lugar, hemos demostrado que los nanotubos no interfieren con la composición de los lípidos, en particular del colesterol, que constituyen la membrana celular en las neuronas», dijo Ballerini.

Justo cuando los investigadores pensaron que no podría mejorar, su estudio también encontró que las células nerviosas que crecen en un lecho plano de nanotubos de carbono alcanzaron la madurez mucho más rápido de lo normal.

«Los nanotubos [de carbono] facilitan el crecimiento total de las neuronas y la formación de nuevas sinapsis, habiendo establecido el hecho de que esta interacción es estable y eficiente es un aspecto de fundamental importancia», dijo Ballerini.

Estos son todavía primeros días y todavía hay un par de cuestiones importantes que deben abordarse. Entender exactamente cómo la integración de los nanotubos de carbono impacta la creación y estructura de las vías neuronales tendrá que ser desarrollada.

«Si, por ejemplo, el mero contacto [con los nanotubos de carbono] provocara un aumento vertiginoso del número de sinapsis, estos materiales serían esencialmente inutilizables», dijo Maurizio Prato, otro miembro del equipo de investigación.

A pesar de esta preocupación, los investigadores esperan que los nanotubos de carbono puedan utilizarse con seguridad como prótesis neuronales y sigan con confianza la siguiente etapa de la investigación: la experimentación con animales.

«Estamos demostrando que los nanotubos de carbono funcionan excelentemente en términos de duración, adaptabilidad y compatibilidad mecánica con el tejido, ahora sabemos que su interacción con el material biológico también es eficiente».

«Basándonos en esta evidencia, ya estamos estudiando la aplicación en vivo, y los resultados preliminares parecen ser bastante prometedores también en términos de recuperación de las funciones neurológicas perdidas».

El estudio ha sido reportado en Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine.