Robot portátil fortalece a niños con atrofia muscular espinal
Un robot portátil que pesa menos de un kilogramo mejora la función de la rodilla en niños que viven con atrofia muscular espinal (AME), según una investigación publicada hoy en Nature. El dispositivo proporciona entrenamiento de resistencia, adaptado a cada individuo, para niños que no pueden caminar debido a la AME.
En comparación con las evaluaciones iniciales, después de usar el robot durante seis semanas, seis niños (de 6 a 10 años) pudieron levantarse desde un ángulo de sentado más bajo; tuvieron un 20% más de cuádriceps; y pudieron generar más del doble de fuerza al doblar las rodillas. Las ganancias se extendieron más allá del laboratorio, según los padres de los participantes, dice el autor Tony Shu, bioingeniero que estuvo en el Instituto Tecnológico de Massachusetts en Cambridge. “En casa, cuando sus hijos intentan salir de la cama o ajustar sus cuerpos de ciertas maneras, los padres notan que se ha vuelto mucho más fácil gracias al régimen de entrenamiento”, dice Shu.
“El crecimiento dramático en los indicadores biomecánicos y los cambios sinérgicos en el sistema neuromuscular nos sorprendieron absolutamente”, dice el autor Yanggang Feng, bioingeniero de la Universidad Beihang en China. “La naturaleza portátil del dispositivo lo hace ideal para entornos domésticos”, añade.
Un avance significativo para la clínica
“Es un trabajo muy importante que brinda información relevante para la clínica”, dice Elvira Pirondini, bioingeniera de la Universidad de Pittsburgh en Pensilvania. Sin embargo, Pirondini señala que aún no está claro si el robot es únicamente ventajoso o si otras formas de ejercicio de alta intensidad también pueden ayudar.
La AME es una enfermedad hereditaria causada por mutaciones en el gen SMN1, que afecta aproximadamente a uno de cada 10,000 nacimientos. Sin un SMN1 funcional, las neuronas motoras espinales mueren y la fuerza y masa de los músculos que inervan se deterioran.
Terapias genéticas y rehabilitación
En la última década, las terapias genéticas han revolucionado el cuidado de las personas con AME. Estos medicamentos, al manipular SMN1 o su gen complementario y protector SMN2, detienen o ralentizan enormemente la pérdida neuronal. Pero no pueden reconstruir los músculos que ya se han atrofiado.
Feng y sus colegas buscaron una nueva forma de rehabilitación intensiva para restaurar la función muscular. Su solución: un robot que se fija a la rodilla para proporcionar entrenamiento de resistencia llamado entrenamiento isocinético. Esta forma de ejercicio implica mantener los movimientos de la pierna a una velocidad constante durante todo el ejercicio mientras los usuarios trabajan para enderezar las piernas. El robot lo hace proporcionando resistencia variable a las extensiones de rodilla, según la velocidad de movimiento de la pierna. Cuando la velocidad de la pierna aumenta, la resistencia sube para frenarla; cuando el movimiento se ralentiza, la resistencia baja.
Resultados medibles y alentadores
Los niños que probaron el robot tenían AME tipo 2, que comienza a manifestarse entre los 6 y 18 meses de edad, deja a las personas incapaces de caminar y, antes de las terapias genéticas, les daba una esperanza de vida de menos de 30 años. Los niños, que estaban recibiendo terapia génica, inicialmente participaron en rehabilitación física convencional pero no tuvieron mejoras funcionales apreciables. Luego realizaron 30 sesiones con el robot de 60 o más movimientos de pierna, distribuidas en 6 semanas. Para ayudar a los niños a involucrarse en las sesiones de entrenamiento desafiantes, el equipo gamificó el sistema para que los usuarios se vieran pateando una pelota al extender la pierna.
Después del entrenamiento, una serie de pruebas mostraron mejoras marcadas en la función física de los seis niños. Las imágenes de resonancia magnética mostraron que el área transversal de sus cuádriceps había crecido; las mediciones de torque mostraron que sus rodillas eran más fuertes; los registros eléctricos mostraron que sus nervios conducían más eficazmente; y el ángulo inicial desde el que podían pasar de sentado a de pie disminuyó de 111 grados a 104 grados.
“Fue agradable que analizaran muchas medidas”, dice la bioingeniera Sandra Hnat de la Universidad Case Western Reserve en Cleveland, Ohio. Las exploraciones musculares y los registros nerviosos corroboraron las mejoras funcionales observadas.
