La neurociencia traslacional es el campo de estudio que aplica la investigación en neurociencia para traducir o desarrollar aplicaciones clínicas y terapias novedosas para trastornos del sistema nervioso . [1] [2] El campo abarca áreas como la estimulación cerebral profunda , las interfaces cerebro-máquina , la neurorrehabilitación y el desarrollo de dispositivos para el sistema nervioso sensorial, como el uso de implantes auditivos , implantes de retina y pieles electrónicas .
La investigación en neurociencia traslacional se clasifica en etapas de investigación, que se clasifican utilizando un sistema de cinco niveles (T0-T4), comenzando con la investigación científica básica y terminando con las aplicaciones de salud pública de los descubrimientos científicos básicos. [3] Si bien alguna vez se consideró una progresión lineal desde la ciencia básica hasta la aplicación de la salud pública, la investigación traslacional, y la neurociencia traslacional en particular, ahora se considera como un proceso cíclico, donde la salud pública necesita informar la investigación científica básica, que luego trabaja para descubrir los mecanismos de los problemas de salud pública y trabaja hacia la implementación clínica y de salud pública.
Las etapas de la investigación en neurociencia traslacional son las siguientes: [4]
La electrofisiología se utiliza en la neurociencia traslacional como medio para estudiar las propiedades eléctricas de las neuronas en modelos animales, así como para investigar las propiedades de la disfunción neurológica humana. [3] Las técnicas utilizadas en modelos animales, como los registros de fijación de parche , se han utilizado para investigar cómo responden las neuronas a los agentes farmacológicos. La electroencefalografía (EEG) y la magnetoencefalografía (MEG) se utilizan para medir la actividad eléctrica en el cerebro humano y se pueden utilizar en entornos clínicos para localizar la fuente de la disfunción neurológica en afecciones como la epilepsia , y también se pueden utilizar en un entorno de investigación para investigar las diferencias en la actividad eléctrica en el cerebro entre individuos normales y disfuncionales neurológicamente. [3]
La neuroimagen comprende una variedad de técnicas utilizadas para observar la actividad o las estructuras del sistema nervioso o dentro de él. La tomografía por emisión de positrones (PET) se ha utilizado en modelos animales, como primates no humanos y roedores, para identificar y apuntar a los mecanismos moleculares de la enfermedad neurológica y para estudiar el impacto neurológico de la adicción a las drogas farmacológicas. [5] [6] [7] De manera similar, la resonancia magnética funcional (fMRI) se ha utilizado para investigar los mecanismos neurológicos de la adicción a las drogas farmacológicas, los mecanismos neurológicos de los trastornos del estado de ánimo y de ansiedad en poblaciones de edad avanzada y los mecanismos neurológicos de trastornos como la esquizofrenia . [8] [9] [10] [11]
La terapia génica es la administración de ácido nucleico como tratamiento para un trastorno. En neurociencia traslacional, la terapia génica es la administración de ácido nucleico como tratamiento para un trastorno neurológico. Se ha demostrado que la terapia génica es eficaz en el tratamiento de una variedad de trastornos, incluidos los trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Parkinson (EP) y la enfermedad de Alzheimer (EA) , en modelos de roedores y primates no humanos, y en humanos, mediante la aplicación de factores neurotróficos , como el factor de crecimiento nervioso (NGF) , el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) y el factor neurotrófico derivado de la línea celular glial (GDNF) , y mediante la aplicación de enzimas como la descarboxilasa del ácido glutámico (GAD) , que comúnmente utilizan virus adenoasociados (AAV) como vector. [12] [13] [14] [15]
Las células madre , en particular las células madre pluripotentes inducidas (iPSC) , se utilizan en la investigación neurocientífica traslacional no solo como tratamiento para trastornos del sistema nervioso, sino también como fuente de modelos de disfunción neuronal. [16] Por ejemplo, debido a las limitadas capacidades regenerativas del sistema nervioso central, las células madre embrionarias humanas (hESC) , un tipo de célula madre pluripotente, se han utilizado como reemplazo de neuronas dañadas, un enfoque novedoso que implica el trasplante quirúrgico de células madre fetales [17]
Los trastornos del desarrollo neurológico se caracterizan como trastornos en los que se interrumpió el desarrollo del sistema nervioso y abarcan trastornos como las discapacidades de aprendizaje , los trastornos del espectro autista (TEA) , la epilepsia y ciertos trastornos neuromusculares . La investigación en neurociencia traslacional implica esfuerzos para descubrir los mecanismos moleculares de estos trastornos y trabajar para encontrar curas en poblaciones de pacientes. [16] [18] [19] Además, la investigación en neurociencia traslacional se ha centrado en dilucidar la causa de los trastornos del desarrollo neurológico, ya sea genética, ambiental o una combinación de ambas, así como las tácticas para la prevención, si es posible. [19]
Los trastornos neurodegenerativos son el resultado de la pérdida de función neuronal con el paso del tiempo, lo que conduce a la muerte celular. Algunos ejemplos de trastornos neurodegenerativos son la enfermedad de Alzheimer , la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Huntington . [20] El objetivo de la investigación en neurociencia traslacional es investigar los mecanismos moleculares de estos trastornos y los mecanismos de administración de fármacos para tratarlos, incluida una investigación sobre el impacto de la barrera hematoencefálica en la administración de fármacos y el papel del sistema inmunológico del cuerpo en los trastornos neurodegenerativos. [16]
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