La neurociencia traslacional es el campo de estudio que aplica la investigación de la neurociencia para traducir o desarrollar aplicaciones clínicas y terapias novedosas para los trastornos del sistema nervioso . [1] [2] El campo abarca áreas como la estimulación cerebral profunda , interfaces cerebro-máquina , 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 mediante un sistema de cinco niveles (T0-T4), comenzando con la investigación científica básica y terminando con las aplicaciones de los descubrimientos científicos básicos en salud pública. [3] Si bien alguna vez se consideró una progresión lineal desde la ciencia básica a la aplicación de la salud pública, la investigación traslacional, y la neurociencia traslacional en particular, ahora se considera una progresión cíclica, donde las necesidades de salud pública informan la investigación científica básica, que luego trabaja para descubrir los mecanismos de cuestiones 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 dentro de la neurociencia traslacional como un 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 las grabaciones con parches , 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 pueden usarse en entornos clínicos para localizar la fuente de disfunción neurológica en afecciones como la epilepsia , y también pueden usarse en un entorno de investigación. investigar las diferencias en la actividad eléctrica en el cerebro entre individuos normales y neurológicamente disfuncionales. [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 mecanismos moleculares de enfermedades neurológicas y para estudiar el impacto neurológico de la adicción a 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 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 como 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 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 de células gliales (GDNF) , y mediante la aplicación de enzimas como la descarboxilasa del ácido glutámico (GAD) , que comúnmente utiliza adeno- virus asociados (AAV) como vector. [12] [13] [14] [15]
Las células madre , en particular las células madre pluripotentes inducidas (iPSC) , se utilizan en la investigación de la neurociencia traslacional no solo como tratamiento para los trastornos del sistema nervioso, sino también como fuente de modelos de disfunción neuronal. [16] Por ejemplo, debido a las capacidades regenerativas limitadas del sistema nervioso central, las células madre embrionarias humanas (hESC) , un tipo de célula madre pluripotente, se han utilizado como reemplazo de las 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 discapacidades de aprendizaje , trastornos del espectro autista (TEA) , epilepsia y ciertos trastornos neuromusculares . La investigación en neurociencia traslacional implica esfuerzos para descubrir los mecanismos moleculares de estos trastornos y trabajar para lograr 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 genético, ambiental o una combinación de ambos, así como tácticas de prevención, si es posible. [19]
Los trastornos neurodegenerativos son el resultado de la pérdida de función neuronal con el tiempo que conduce a la muerte celular. Ejemplos de trastornos neurodegenerativos incluyen 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 e investigar los mecanismos de administración de fármacos para tratar estos trastornos, incluida una investigación sobre el impacto de la barrera hematoencefálica en la administración de fármacos y la Papel del sistema inmunológico del cuerpo en los trastornos neurodegenerativos. [dieciséis]
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