A estimulação elétrica pulsada conduz a neuromodulação específica do tipo de célula. Crédito: Rachel Keady Keeney
OCTOBER 8, 2021 - Pesquisadores da Carnegie Mellon University descobriram uma maneira de tornar a estimulação cerebral profunda (DBS) mais precisa, resultando em efeitos terapêuticos que duram mais que o que está disponível atualmente. O trabalho, liderado por Aryn Gittis e colegas do Laboratório Gittis da CMU, avançará significativamente o estudo da doença de Parkinson.
O DBS permite que
pesquisadores e médicos usem eletrodos finos implantados no cérebro
para enviar sinais elétricos à parte do cérebro que controla o
movimento. É uma forma comprovada de ajudar a controlar os
movimentos indesejados do corpo, mas os pacientes devem receber
estimulação elétrica contínua para obter alívio dos sintomas. Se
o estimulador for desligado, os sintomas retornam
imediatamente.
Gittis, professor associado de ciências
biológicas do Mellon College of Science e docente do Instituto de
Neurociências, disse que a nova pesquisa pode mudar isso.
“Ao
encontrar uma maneira de intervir que tenha efeitos duradouros, nossa
esperança é reduzir muito o tempo de estimulação, minimizando os
efeitos colaterais e prolongando a vida útil da bateria dos
implantes.”
Gittis estabeleceu a base para esta
abordagem terapêutica em 2017, quando seu laboratório identificou
classes específicas de neurônios dentro do circuito motor do
cérebro que poderiam ser direcionados para fornecer alívio
duradouro dos sintomas motores em modelos de Parkinson. Nesse
trabalho, o laboratório usou a optogenética, técnica que usa a luz
para controlar neurônios geneticamente modificados. A optogenética,
entretanto, não pode ser usada atualmente em humanos.
Desde
então, ela vem tentando encontrar uma estratégia que seja mais
facilmente traduzida para pacientes que sofrem da doença de
Parkinson. Sua equipe obteve sucesso em ratos com um novo protocolo
DBS que usa rajadas curtas de estimulação elétrica.
“Este
é um grande avanço em relação a outros tratamentos existentes”,
disse Gittis. “Em outros protocolos de DBS, assim que você desliga
a estimulação, os sintomas voltam. Isso parece fornecer benefícios
mais duradouros - pelo menos quatro vezes mais do que o DBS
convencional.”
No novo protocolo, os pesquisadores têm
como alvo subpopulações neuronais específicas no globo pálido,
uma área do cérebro nos gânglios da base, com rajadas curtas de
estimulação elétrica. Gittis disse que os pesquisadores vêm
tentando há anos encontrar maneiras de fornecer estimulação de uma
maneira específica para o tipo de célula.
“Esse
conceito não é novo. Usamos uma abordagem "de baixo para cima"
para direcionar a especificidade do tipo de célula. Estudamos a
biologia dessas células e identificamos as entradas que as
impulsionam. Encontramos um ponto ideal que nos permitiu utilizar a
biologia subjacente”, disse ela.
Teresa Spix, a primeira
autora do artigo, disse que embora existam muitas teorias fortes, os
cientistas ainda não entendem completamente por que o DBS
funciona.
“Estamos meio que brincando com a caixa preta.
Ainda não entendemos cada peça do que está acontecendo lá, mas
nossa abordagem de curta duração parece fornecer maior alívio dos
sintomas. A mudança no padrão nos permite afetar diferencialmente
os tipos de células”, disse ela.
Spix, que defendeu seu
Ph.D. em julho, está animado com a conexão direta que essa pesquisa
tem com os estudos clínicos.
“Muitas vezes, aqueles de
nós que trabalham em laboratórios de pesquisa científica não têm
necessariamente muito contato com pacientes reais. Esta pesquisa
começou com questões de circuito muito básicas, mas levou a algo
que poderia ajudar os pacientes em um futuro próximo”, disse
Spix.
Em seguida, neurocirurgiões da Allegheny Health
Network (AHN) de Pittsburgh usarão a pesquisa de Gittis em um estudo
de segurança e tolerabilidade em humanos. Nestor Tomycz, um
cirurgião neurológico da AHN, disse que os pesquisadores começarão
em breve um estudo randomizado e duplo-cego de pacientes com doença
de Parkinson idiopática. Os pacientes serão acompanhados por 12
meses para avaliar as melhorias nos sintomas motores da doença de
Parkinson e na frequência de eventos adversos.
“Aryn
Gittis continua a fazer pesquisas espetaculares que estão elucidando
nossa compreensão da patologia dos gânglios da base nos distúrbios
do movimento. Estamos entusiasmados com o fato de sua pesquisa sobre
estimulação de explosão mostrar um potencial para melhorar o DBS,
que já é uma terapia bem estabelecida e eficaz para a doença de
Parkinson”, disse Tomycz.
Donald Whiting, o diretor
médico da AHN e um dos maiores especialistas do país no uso de DBS,
disse que o novo protocolo pode abrir portas para tratamentos
experimentais.
“Aryn está nos ajudando a destacar no
modelo animal coisas que vão mudar o futuro do que fazemos por
nossos pacientes. Na verdade, ela está ajudando a evoluir o
tratamento dos pacientes com Parkinson nas próximas décadas com sua
pesquisa”, disse Whiting.
Tomycz concordou. “Este
trabalho realmente ajudará a projetar a tecnologia futura que
estamos usando no cérebro e nos ajudará a obter melhores resultados
para esses pacientes”.
Referência: “A Neuromodulação Específica para a População Prolonga os Benefícios Terapêuticos da Estimulação Cerebral Profunda” 8 de outubro de 2021, Ciência.
DOI: 10.1126 /
science.abi7852
Outros co-autores do estudo são Shruti
Nanivadekar, Noelle Toong, Irene M. Kaplow, Brian R. Isett, Yazel
Goksen e Andreas R. Pfenning.
A pesquisa foi financiada
pela Richard King Mellon Foundation, o Lane Fellows Program, a
Michael J. Fox Foundation e o National Institutes of Health. Original
em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Scitechdaily. Veja também Aqui: 11 de Outubro de 2021 - Estudo usa técnica inovadora de eletroestimulação para tratamento de Parkinson.
