Un reciente estudio liderado por la investigadora Noela Rodríguez Losada, del Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales de la Universidad de Málaga, ha puesto el foco en un material que ha despertado gran interés en la última década: el grafeno. Este trabajo, publicado en la revista International Journal of Molecular Sciences, ha logrado demostrar cómo ciertas formas de grafeno, administradas en dosis bajas, pueden actuar como agentes protectores y regeneradores de neuronas dopaminérgicas, las principales afectadas en enfermedades como el párkinson.
La investigación, que ha contado con la colaboración de centros de Noruega, Argentina, Valencia, Estados Unidos (incluyendo el NIH) y el IBIMA-Plataforma BIONAND, representa un esfuerzo multidisciplinar que une conocimientos de neurociencia, biotecnología y nanotecnología.
Una mirada a los mecanismos celulares del párkinson
El párkinson es una enfermedad neurodegenerativa que se manifiesta principalmente por la pérdida progresiva de neuronas dopaminérgicas en una región específica del cerebro. Esta pérdida está asociada a diversos procesos celulares, entre los que destacan el estrés oxidativo y el estrés del retículo endoplásmico, dos condiciones que desencadenan daños estructurales y funcionales en las neuronas, comprometiendo su supervivencia y rendimiento.
Para simular estos procesos en laboratorio, el equipo utilizó dos toxinas ampliamente validadas en modelos experimentales: MPP⁺, que interfiere con la función mitocondrial y potencia el estrés oxidativo, y tunicamicina, responsable de provocar acumulación de proteínas mal plegadas en las células. Ambos mecanismos están íntimamente ligados a la acumulación de α-sinucleína, una proteína cuya acumulación descontrolada es un sello distintivo del párkinson.
¿Qué hace el grafeno en este contexto?
Lo que destaca del estudio es la capacidad del grafeno para no solo resistir estas agresiones, sino reducir activamente sus efectos nocivos. En particular, el grafeno parcialmente reducido (PRGO), en forma de microflakes, demostró ser especialmente efectivo. Este material logró disminuir el daño mitocondrial, redujo los niveles de α-sinucleína inducidos por MPP⁺ en aproximadamente un 50 %, y favoreció mecanismos de adaptación celular frente al estrés.
Para entender mejor este impacto, imaginemos que la neurona es como una fábrica. Cuando esta fábrica está sobrecargada y produce piezas defectuosas (proteínas mal plegadas), se acumulan errores que acaban por detener la producción. El grafeno actúa como un supervisor externo que mejora la eficiencia del sistema de calidad interno, ayudando a corregir fallos antes de que se acumulen.
Aumento de proteínas protectoras celulares
Uno de los descubrimientos más relevantes fue el incremento en la expresión de la proteína Torsina 1A, una especie de “chaperona molecular” que ayuda al correcto plegamiento de otras proteínas. Esto sugiere que el grafeno no se limita a proteger pasivamente, sino que también activa rutas celulares que mejoran la resiliencia de las neuronas.
Paralelamente, se observó una menor activación de sensores de estrés celular como PERK y eIF2α, señales de que la célula percibe un entorno menos hostil. Desde una perspectiva médica, este comportamiento refuerza el potencial del grafeno como un biomaterial inteligente con aplicaciones terapéuticas.
Más allá de la protección: maduración neuronal
Otro de los puntos clave del estudio fue comprobar que el grafeno no solo protege a las neuronas, sino que además promueve su maduración funcional. Las neuronas dopaminérgicas cultivadas sobre estos materiales mostraron una mayor expresión de marcadores de madurez neuronal y una estructura más compleja, lo que apunta a una mejor integración en redes neuronales.
Esta dualidad de efectos —protección frente a agresiones celulares y fomento de la maduración— resulta especialmente interesante en el campo de la medicina regenerativa. En palabras de la investigadora Rodríguez Losada, esto abre la posibilidad de usar grafeno como soporte para terapias celulares, actuando como una especie de “andamio” que guía el crecimiento y fortalecimiento de nuevas neuronas en tratamientos contra enfermedades neurodegenerativas.
Implicaciones y próximos pasos
Aunque estos resultados se han obtenido en cultivos celulares, lo que representa una etapa inicial en la investigación biomédica, las implicaciones son claras: el grafeno, en sus formas adecuadas y concentraciones precisas, podría convertirse en una herramienta terapéutica para combatir el deterioro neuronal asociado al párkinson y otras enfermedades similares.
El próximo desafío será evaluar estos efectos en modelos animales y, eventualmente, avanzar hacia estudios clínicos. La ruta es larga, pero estos primeros pasos confirman que los materiales bidimensionales como el grafeno no son solo promesas del futuro, sino recursos tangibles con aplicación potencial real en la neurociencia.