Un estudio ofrece esperanza para futuros tratamientos de la incontinencia urinaria

La presión vesical se puede decodificar a partir de la actividad de la médula espinal, lo que proporciona una prueba de concepto para el desarrollo de interfaces espinales personalizadas que podrían advertir a los pacientes sobre el estado de su vejiga, ayudándoles a recuperar el control, según un estudio publicado en 'Nature Communications' y liderado por un equipo de la Escuela de Ingeniería Viterbi y la Escuela de Medicina Keck, ambos de la University of Southern California (EEUU).

El trabajo ha sido dirigido por Charles Liu, director del Centro de Neurorrestoración de la USC en la Escuela de Medicina Keck de la USC y profesor de ingeniería biomédica en la USC Viterbi y Vasileios Christopoulos, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Biomédica Alfred E. Mann.

Los coautores principales del estudio son el investigador postdoctoral en ingeniería biomédica Kofi Agyeman y Darrin Lee , director asociado del Centro de Neurorrestoración de la USC y también afiliado a la ingeniería biomédica en la USC. Otro contribuyente clave fue Evgeniy Kreydin del Centro Nacional de Rehabilitación Rancho Los Amigos y el Instituto de Urología de la USC.

"Este es el primer estudio que demuestra que existen áreas de la médula espinal donde la actividad se correlaciona con la presión dentro de la vejiga", afirma Christopoulos.

Esto significa que se puede observar la actividad de la médula espinal en estas áreas específicas e indicar la etapa del ciclo vesical en la que se encuentra: qué tan llena está la vejiga y si está a punto de orinar.

Christopoulos matiza que los experimentos identificaron que algunas regiones de la médula espinal mostraron una correlación positiva, lo que significa que su actividad aumentó al aumentar la presión vesical, mientras que otras mostraron una correlación negativa (anticorrelación), con una actividad que disminuyó al aumentar la presión. Esto sugiere la participación de las redes medulares excitatorias e inhibitorias en el control vesical.

Con este descubrimiento, se espera recuperar el control de los pacientes con disfunción urinaria que "es un problema muy deshumanizante de abordar", ya que a menudo conlleva problemas de salud mental, asegura Christopoulos.

Además, la incontinencia urinaria provoca infecciones del tracto urinario (ITU) más frecuentes, producidas por la necesidad de colocar una sonda a los pacientes. Debido a la limitación de la función sensorial, es posible que no perciban la infección hasta que esta se agrave y se haya propagado a los riñones, lo que resulta en hospitalización, explica el experto.

PROCEDIMIENTO DEL ESTUDIO
Este estudio pionero, ha logrado investigar en la medula espinal a pesar su pequeño tamaño y la intrincada estructura ósea que dificultan notablemente su estudio directo en humanos. A diferencia del cerebro, la atención clínica habitual no implica electrodos invasivos ni biopsias en la médula espinal debido a los evidentes riesgos de parálisis.

Para superar estas barreras, el equipo de la USC empleó la ecografía funcional (fUSI), una tecnología emergente de neuroimagen mínimamente invasiva. El proceso fUSI permitió al equipo medir dónde se producen los cambios en el volumen sanguíneo en la médula espinal durante el ciclo urinario. Sin embargo, la fUSI requiere una ventana a través del hueso para obtener imágenes de la médula espinal.

En este sentido, los investigadores trabajaron con un grupo de pacientes sometidos a cirugía de estimulación epidural de la médula espinal (método estándar) para el dolor lumbar crónico y, durante la implantación del estimulador de médula espinal, crearon una ventana en el hueso a través de la cual insertaron los electrodos que les permitieron obtener imágenes de la médula espinal mediante FUSI sin riesgos ni molestias para los voluntarios del estudio, explica el director asociado del Centro de Neurorrestoración de la USC, codirector del estudio, Darrin Lee, quien realizó las cirugías.

Así, mientras el equipo quirúrgico preparaba el estimulador, llenaron y vaciaron suavemente la vejiga con solución salina para simular un ciclo urinario completo bajo anestesia mientras el equipo de investigación recopilaba los datos de fUSI.

"Fue sumamente emocionante trasladar los datos directamente del escáner fUSI en el quirófano al laboratorio, donde las técnicas avanzadas de ciencia de datos revelaron rápidamente resultados nunca antes vistos, ni siquiera en modelos animales, y mucho menos en humanos", declara el investigador postdoctoral en ingeniería biomédica Kofi Agyeman.

Actualmente, casi todas las estrategias de neuromodulación para los trastornos urinarios se centran en el tracto urinario inferior, en gran parte porque la base neural de este proceso crítico aún no está clara. Así, esta última investigación supone un avance "significativo", abriendo nuevas vías para intervenciones de medicina de precisión que combinan la neuromodulación invasiva y no invasiva con la terapia farmacológica para hacer de la neurorrestauración del sistema genitourinario una realidad clínica para millones de personas en todo el mundo, concluye el estudio.