Interfaz de médula espinal restaura el control de la vejiga en estudio preclínico

Los pacientes sufren incontinencia, infecciones urinarias recurrentes y urosepsis potencialmente mortal, mientras que la atención médica suele basarse en protocolos de cateterismo rígidos que no tienen en cuenta el llenado real de la vejiga. Esta deficiencia menoscaba la autonomía y aumenta las complicaciones.

Para abordar este problema, los investigadores han desarrollado una estrategia de neuromodulación dirigida a la médula espinal con el objetivo de restaurar tanto la necesidad de orinar como el vaciado coordinado de la vejiga.

Un equipo de la Universidad del Sur de California (USC; Los Ángeles, CA, EE. UU.) está desarrollando una interfaz máquina-médula espinal centrada en el funículo dorsolateral, un tracto de fibras sensoriales que transmite la sensación de plenitud de la vejiga. Este enfoque es la base del Sistema de Estimulación Vinculada a la Vejiga (BLISS), que actúa sobre las vías espinales en lugar de los circuitos cerebrales para reactivar los reflejos naturales. Los conjuntos de microelectrodos personalizados de Ecate LLC, una empresa emergente afiliada a la USC, proporcionan un acceso preciso a las regiones candidatas de la médula espinal.

En modelos de ratas, los investigadores mapearon la actividad neuronal durante el llenado controlado de la vejiga e identificaron un punto de máxima actividad de aproximadamente 100 x 100 micrómetros dentro del funículo dorsolateral, cuya actividad rítmica variaba desde unos 30 hercios al inicio del llenado hasta casi 100 hercios justo antes de la micción. Los electrodos adyacentes, situados a tan solo 65 micrómetros de distancia, permanecieron inactivos, lo que indica una señal espacialmente discreta. La consistencia anatómica observada en los distintos animales sugiere un objetivo reproducible para la intervención.

En un grupo aparte, la estimulación intrarraquídea con patrones específicos en las coordenadas mapeadas provocó una micción coordinada en el 91,7 % de los ensayos, alcanzando el 100 % cuando la vejiga se llenó previamente al volumen que normalmente activa la señalización endógena. La electromiografía de los músculos de las piernas se mantuvo inactiva, lo que indica efectos específicos de la vejiga en lugar de un reflejo motor generalizado.

El trabajo, publicado en IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering , contó con la participación de la Facultad de Medicina Keck de la USC y la Facultad de Ingeniería Viterbi de la USC, incluido el Departamento de Ingeniería Biomédica Alfred E. Mann.

La plataforma BLISS prevista combinaría la interfaz sensorial con un sensor de volumen vesical y un estimulador motor para crear un circuito cerrado que restaure la sensación de llenado y el control sincronizado del detrusor y el esfínter. El equipo ha pasado a modelos animales más grandes y prevé que, con financiación adecuada, los primeros registros en humanos podrían comenzar en aproximadamente 18 meses durante cirugías de tumores de médula espinal, que añaden un riesgo mínimo y suelen involucrar a pacientes con disfunción vesical.

Enlaces relacionados
Escuela de Ingeniería Viterbi de la USC
Facultad de Medicina Keck de la USC