Neurociencia traslacional

La neurociencia traslacional es el campo de estudio que aplica la investigación neurocientífica 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 , 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, que se clasifican mediante un sistema de cinco niveles (T0-T4), comenzando con la investigación en ciencias básicas y terminando con las aplicaciones en salud pública de los descubrimientos científicos básicos. ^{[ 3 ]} Si bien antes se consideraba una progresión lineal desde la ciencia básica hasta la aplicación en salud pública, la investigación traslacional, y la neurociencia traslacional en particular, ahora se considera cíclica, donde las necesidades de salud pública informan la investigación en ciencias básicas, que luego trabaja para descubrir los mecanismos de los problemas de salud pública y avanzar hacia la implementación clínica y en salud pública.

Las etapas de la investigación en neurociencia traslacional son las siguientes: ^{[ 4 ]}

• T0: Investigación científica básica
• T1: Investigación preclínica
• T2: Investigación clínica o neurociencia clínica
• T3: Implementación clínica
• T4: Salud pública

La electrofisiología se utiliza en la neurociencia traslacional para estudiar las propiedades eléctricas de las neuronas en modelos animales y para investigar las propiedades de la disfunción neurológica humana. ^{[ 3 ]} Las técnicas utilizadas en modelos animales, como los registros de patch-clamp , se han empleado para investigar cómo responden las neuronas a los agentes farmacológicos. La electroencefalografía (EEG) y la magnetoencefalografía (MEG) se utilizan para medir la actividad eléctrica del cerebro humano y pueden emplearse en entornos clínicos para localizar el origen de la disfunción neurológica en afecciones como la epilepsia , y también en investigación para estudiar las diferencias en la actividad eléctrica cerebral entre individuos sanos y con disfunción neurológica. ^{[ 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 atacar los mecanismos moleculares de las enfermedades neurológicas y para estudiar el impacto neurológico de la adicción a fármacos. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} De manera similar, la resonancia magnética funcional (RMf) se ha utilizado para investigar los mecanismos neurológicos de la adicción a fármacos, los mecanismos neurológicos de los trastornos del estado de ánimo y de ansiedad en poblaciones ancianas y los mecanismos neurológicos de trastornos como la esquizofrenia . ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

La terapia génica consiste en la administración de ácido nucleico como tratamiento para un trastorno. En neurociencia traslacional, la terapia génica se define como la administración de ácido nucleico como tratamiento para un trastorno neurológico. Se ha demostrado la eficacia de la terapia génica en el tratamiento de diversos 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 celular glial (GDNF), y mediante la aplicación de enzimas como la glutamato descarboxilasa (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 neurodesarrollo se caracterizan por una alteración en el desarrollo del sistema nervioso e incluyen trastornos como las dificultades de aprendizaje , los trastornos del espectro autista (TEA), la epilepsia y ciertos trastornos neuromusculares . La investigación en neurociencia traslacional busca descubrir los mecanismos moleculares de estos trastornos y desarrollar tratamientos para las poblaciones de pacientes. ^{[ 16 ] [ 18 ] [ 19 ]} Además, la investigación en neurociencia traslacional se ha centrado en dilucidar la causa de los trastornos del neurodesarrollo, ya sea genética, ambiental o una combinación de ambas, así como en desarrollar estrategias de prevención, si es posible. ^{[ 19 ]}

Los trastornos neurodegenerativos son consecuencia de la pérdida progresiva de la función neuronal, 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 ]} La investigación en neurociencia traslacional se centra en el estudio de los mecanismos moleculares de estos trastornos y en la investigación de los mecanismos de administración de fármacos para su tratamiento, incluyendo el impacto de la barrera hematoencefálica en la administración de fármacos y el papel del sistema inmunitario en los trastornos neurodegenerativos. ^{[ 16 ]}

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