La investigación revela que este material, en dosis bajas y en sus distintas formas reducidas, favorece la maduración neuronal.
Un equipo internacional de investigadores, liderado por la doctora Noela Rodríguez Losada, bióloga del Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales de la UMA, ha demostrado que distintos materiales basados en grafeno pueden proteger a las neuronas dopaminérgicas frente a algunos de los principales procesos celulares implicados en enfermedades neurodegenerativas como el párkinson.
El estudio, publicado en la revista ‘International Journal of Molecular Sciences’, abre una prometedora vía hacia el desarrollo de nuevos biomateriales con aplicaciones neuroprotectoras y neuroregenerativas.
La investigación se ha centrado en analizar cómo diferentes formas de grafeno —óxido de grafeno (GO), grafeno parcialmente reducido (PRGO) y grafeno totalmente reducido (FRGO)— influyen en la supervivencia y maduración de neuronas dopaminérgicas cultivadas en el laboratorio. Estas neuronas son las principales afectadas en el párkinson, una enfermedad caracterizada por su pérdida progresiva y por la acumulación de proteínas mal plegadas en el interior de las células nerviosas.
Protección frente al estrés celular
Los resultados muestran que, cuando se emplea en dosis bajas, el grafeno no solo es biocompatible, sino que ejerce un efecto protector frente a dos de los grandes enemigos de las neuronas en el párkinson: el estrés oxidativo y el estrés del retículo endoplásmico, ambos estrechamente ligados a la degeneración neuronal.
En concreto, los investigadores utilizaron toxinas muy conocidas en modelos experimentales de párkinson, como el MPP⁺, que daña las mitocondrias y dispara el estrés oxidativo, y la tunicamicina, que provoca la acumulación de proteínas mal plegadas dentro de la célula. “Frente a estas agresiones, explica la profesora Rodríguez Losada, los materiales grafénicos redujeron de forma significativa el daño celular, disminuyeron la liberación de marcadores de toxicidad mitocondrial y limitaron la acumulación de α-sinucleína, una proteína clave en el desarrollo de la enfermedad de Parkinson”. De hecho, los resultados indican que en los ensayos la toxina MPP⁺ llegó a triplicar los niveles de α-sinucleína, mientras que el tratamiento con grafeno parcialmente reducido consiguió disminuir ese aumento en torno a un 50 %, acercándolo a valores similares a los de neuronas no dañadas.
Entre todas las variantes estudiadas, los microflakes —partículas— de grafeno parcialmente reducido (PRGO) destacaron por su mayor eficacia. Este material no solo protegió a las neuronas frente al daño inducido por toxinas, sino que además favoreció su maduración y activó mecanismos celulares asociados a la adaptación al estrés.
En este sentido, uno de los hallazgos más relevantes fue el aumento de la expresión de Torsina 1A, una proteína implicada en el correcto plegamiento de otras proteínas dentro de la célula. Al mismo tiempo, se observó una reducción en la activación de sensores de estrés como PERK y eIF2α, lo que sugiere, como sostiene la experta, “que el grafeno ayuda a las neuronas a gestionar mejor situaciones de sobrecarga proteica, uno de los procesos que contribuyen a su degeneración en el párkinson”.
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