por Michael S. Okun, M.D.
October 9, 2014 - Tratamento de Distúrbios Neurológicos e Neuropsiquiátricos com Estimulação Cerebral Profunda.
Scribonius Largus, o médico da corte para o imperador romano Claudius, usou um peixe torpedo elétrico em 50 A.D. para tratar dores de cabeça e gota. Mais de 1000 anos se passaram antes que a idéia da estimulação cerebral terapêutica fosse reiniciada. Em 1786, Luigi Galvani demonstrou que ele poderia conduzir eletricidade através dos nervos em uma perna de sapo. Mais tarde, Alessandro Volta conduziu a corrente elétrica através dos fios e construiu fontes de bateria toscas mas eficazes. No entanto, nenhum desses experimentadores poderia ter previsto a utilidade de sua tecnologia no tratamento da doença humana através da aplicação de uma corrente elétrica dentro do cérebro humano.
Este ano, o
Prêmio Lasker-Debakey de Pesquisa Médica Clínica, anunciado em 8 de setembro, reconhece as contribuições de dois pioneiros na estimulação cerebral profunda (DBS): Alim-Louis Benabid, neurocirurgião e Mahlon DeLong, neurologista. Sua pesquisa e sua tradução na prática clínica melhoraram as vidas de mais de 100.000 pessoas com doença de
Parkinson ou outros distúrbios neurológicos ou neuropsiquiátricos.
Normalmente, as pessoas com doença de
Parkinson recebem o diagnóstico na sexta ou sétima década de vida. A idade é o fator de risco mais importante para a doença, e foi estimado que 1 a 2% das pessoas com mais de 60 anos de idade são afetadas. A incapacidade associada com a doença de
Parkinson surge de um amplo espectro de sintomas motores (rosto mascarado, tremor, letra pequena, rigidez, bradicinesia, distonia, problemas de equilíbrio e passos de baralhamento) e sintomas não motores (depressão, ansiedade, apatia, sono e dificuldades cognitivas), bem como problemas do sistema nervoso autônomo (disfunção sexual, constipação, problemas gastrointestinais e hipotensão ortostática). De cada três pacientes com diagnóstico de doença de
Parkinson, um ficará desempregado dentro de 1 ano, e a maioria estará desempregada após 5 anos. Em média, os pacientes com doença de
Parkinson vão gastar US $ 1.000 a US $ 6.000 por ano em medicamentos, e seu risco anual de hospitalização é superior a 30%.
Antes do final dos anos 60, os pioneiros seccionavam as vias motoras do cérebro humano e, mais tarde, os pesquisadores intencionalmente ablavam muitas regiões dos gânglios da base com álcool ou com a aplicação de calor; Esta abordagem teve um êxito limitado, no entanto, em parte devido a uma abordagem imprecisa, imprecisa e inconsistente. Além disso, as lesões cerebrais bilateralmente intencionais criadas freqüentemente levaram a déficits irreversíveis na fala, na deglutição e na cognição. Esta abordagem cirúrgica desapareceu em popularidade com a descoberta de levodopa (dopamina de substituição).
Antes da introdução de levodopa, a vida para pacientes com doença de
Parkinson era terrível. Muitos foram institucionalizados. Após a levodopa, tornou-se rotina para os pacientes com doença de
Parkinson "despertar" de estados congelados, e quase todos foram capazes de viver em casa. Tremores desbotados, rigidez diminuída, e muitos pacientes recuperaram sua capacidade de andar. Contudo, surgiram desafios importantes e inesperados. As mais preocupantes foram as complicações relacionadas à dopamina, induzidas por medicamentos. Os pacientes começaram a relatar flutuações (doses desgastadas), congelamento (especialmente quando andando), e movimentos do tipo dança (chorea), mais tarde denominada discinesia induzida por levodopa. Muitos relataram tremores que não responderam à farmacoterapia. Além disso, havia uma percepção crescente de que a levodopa não era uma cura e que a doença progredia apesar dos "despertares" milagrosos.
No início dos anos 1970, pouco depois da introdução da levodopa, Mahlon DeLong começou a estudar uma área complexa e negligenciada do cérebro. Na época em que DeLong se juntou ao laboratório de Edward Evarts nos Institutos Nacionais de Saúde, todas as "coisas boas" (como o córtex motor e o cerebelo) foram atribuídas a outros pesquisadores. Ele estava preso com os gânglios da base. A escassez de conhecimento da anatomia e fisiologia normais desta parte do cérebro não impediu DeLong, que publicou uma descrição seminal de padrões de atividade elétrica em neurônios de gânglios da base de primatas e uma descrição completa das respostas desses neurônios ao movimento.
DeLong, juntamente com Garrett Alexander e Peter Strick, abriu uma pesquisa sobre os gânglios basais e a doença de
Parkinson em 1986, quando introduziram a hipótese do circuito segregado - a idéia de que os gânglios da base e as áreas associadas do córtex e do tálamo podiam ser divididos em territórios separados. Pouca conversa funcional ou anatômica. Essa observação gerou uma nova compreensão das redes neurais humanas, pavimentando o caminho para a modulação elétrica. Também esclareceu que muitos dos sintomas das doenças neurológicas e neuropsiquiátricas podem estar associados a disfunção em circuitos cerebrais cortical-basais específicos. DeLong, Hagai Bergman e Thomas Wichmann testaram essa hipótese destruindo o núcleo subtalâmico em um modelo de primata da doença de
Parkinson e demonstraram melhora nos sintomas da doença. Logo depois, a eletricidade foi introduzida como uma abordagem baseada na modulação dos circuitos cerebrais em Doença de
Parkinson. Um neurocirurgião francês, Alim-Louis Benabid, tomaria o passo corajoso de deixar um fio que poderia fornecer corrente elétrica contínua dentro de um cérebro humano.
Em 1987, Benabid operou um homem idoso que teve o tremor. Ele já havia criado uma lesão cerebral para tratar esse tremor, mas ele estava preocupado com os potenciais efeitos adversos associados com fazer o mesmo no outro hemisfério. E assim, em um segundo procedimento, ele abordou o tremor contralateral. Passou por uma grande sonda de teste, alguns centímetros abaixo da superfície do cérebro. Sabia de cirurgias anteriores que a estimulação de baixa frequência piorava o tremor e que pulsos mais rápidos a suprimiam. Benabid deixou um neuroestimulador no cérebro do homem. Ele implantou um fio com quatro contatos de metal na ponta. Este fio, o condutor DBS, foi então conectado a uma fonte de bateria externa. Benabid e colegas programaram o dispositivo usando uma pequena caixa com botões e botões de aparência arcaica. Tão simples como o sistema foi, ele revelou-se muito poderoso, permitindo Benabid e Pierre Pollack individualizar as configurações; Os resultados são descritos em vários artigos seminais.
Embora a biologia e os mecanismos subjacentes à terapia DBS permaneçam obscuros, sabemos agora que a função normal do cérebro humano é amplamente mediada por oscilações rítmicas que continuamente repetem. Estas oscilações podem mudar e modular, afetando em última instância a função cognitiva, comportamental e motora. Se uma oscilação ficar ruim, ela pode causar um tremor incapacitante ou outro sintoma da doença de
Parkinson. Enganar o cérebro com circuitos presos em estados de oscilação anormal e muitas doenças tornaram-se candidatas para a terapia DBS. Alterações na neurofisiologia, neuroquímica, estruturas neurovasculares e neurogênese podem também sustentar os benefícios da terapia DBS.
Antes de desenvolver DBS terapêutico, neurologistas, neurocirurgiões, psiquiatras e terapeutas de reabilitação trabalharam em grande parte em isolamento uns dos outros quando se tratava pacientes com doença de
Parkinson. O sucesso da terapia DBS estimulou a formação de equipes multidisciplinares, cujos membros avaliam candidatos para DBS e juntos personalizam a terapia. Esta personalização inclui a seleção, com base nos sintomas, das regiões cerebrais a serem direcionadas e planejando os cuidados pré-operatórios e pós-operatórios. Embora as equipes de DBS tenham tipicamente muitos membros, eu acredito que o elemento o mais importante para o sucesso foi a parceria entre o neurologista e o neurocirurgião. Portanto, é apropriado que o Prêmio Lasker para terapia DBS tenha sido dado a um neurologista e um neurocirurgião.
Unidades mais pequenas, mais elegantes, mais eficientes em termos energéticos estão no horizonte. Melhores projetos de eletrodos permitirão uma entrega mais precisa. O monitoramento em tempo real da fisiologia do circuito neural está direcionando o campo para tecnologias mais inteligentes. A monitoração e o ajuste remotos de dispositivos podem ser possíveis. Na sua forma atual, no entanto, a tecnologia tem várias limitações. A corrente pode se espalhar em regiões não intencionais do cérebro, causando efeitos colaterais, e DBS geralmente não trata efetivamente todos os sintomas.
Mas esta configuração tem sido associada a altos riscos de fratura de eletrodos e infecção.
No entanto, a DBS teve um enorme efeito no tratamento da doença de
Parkinson. Ele também tem sido usado para tratar tremor essencial, distonia e epilepsia e em tratamentos experimentais de transtorno obsessivo-compulsivo, depressão, doença de Alzheimer e síndrome de Tourette (ver gráfico interativo, disponível no texto completo deste artigo em NEJM.org). A terapia DBS é normalmente considerada apenas após todos os outros tratamentos terem sido esgotados, mas tornando-se "bionica" tem proporcionado a muitos pacientes um novo contrato de arrendamento com a vida. Graças em grande parte às contribuições de dois cientistas extraordinários, temos entrado na era da modulação da rede neural humana.
Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte:
NEJM.
