Estimulação cerebral profunda mais precisa mostra-se promissora para pacientes com Parkinson

Pesquisadores da Carnegie Mellon University descobriram uma maneira de tornar a estimulação cerebral profunda (DBS) mais precisa, resultando em efeitos terapêuticos que duram mais do que o que está disponível atualmente. O trabalho, liderado por Aryn Gittis e colegas do Gittis Lab da CMU, avançará significativamente no estudo da doença de Parkinson.

O DBS permite que pesquisadores e médicos usem eletrodos finos implantados no cérebro para enviar sinais elétricos para a parte do cérebro que controla o movimento. É uma maneira comprovada de ajudar a controlar movimentos indesejados no corpo, mas os pacientes devem receber estimulação elétrica contínua para obter alívio de seus sintomas. Se o estimulador for desligado, os sintomas retornam imediatamente.

Gittis, professor associado de ciências biológicas no Mellon College of Science e professor do Instituto de Neurociência, disse que a nova pesquisa pode mudar isso.

“Ao encontrar uma maneira de intervir que tenha efeitos duradouros, nossa esperança é reduzir bastante o tempo de estimulação, minimizando assim os efeitos colaterais e prolongando a vida útil da bateria dos implantes.”

Gittis estabeleceu as bases para essa abordagem terapêutica em 2017, quando seu laboratório identificou classes específicas de neurônios dentro dos circuitos motores do cérebro que poderiam ser direcionados para fornecer alívio duradouro dos sintomas motores em modelos de Parkinson. Nesse trabalho, o laboratório usou optogenética, uma técnica que usa luz para controlar neurônios geneticamente modificados. A optogenética, no entanto, 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 camundongos 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 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 impulsionar 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 parte do que está acontecendo lá, mas nossa abordagem de explosão curta 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 esta pesquisa tem com os estudos clínicos.

“Muitas vezes, aqueles de nós que trabalham em laboratórios de pesquisa científica básica não têm necessariamente muito contato com pacientes reais. Esta pesquisa começou com questões de circuitos muito básicas, mas levou a algo que poderia ajudar os pacientes em um futuro próximo”, disse Spix.

Em seguida, os neurocirurgiões da Allegheny Health Network (AHN) de Pittsburgh usarão a pesquisa de Gittis em um estudo de segurança e tolerabilidade em humanos. Nestor Tomycz, cirurgião neurológico da AHN, disse que os pesquisadores em breve começarão um estudo cruzado randomizado e duplo-cego de pacientes com doença de Parkinson idiopática. Os pacientes serão acompanhados por 12 meses para avaliar a melhora dos sintomas motores da doença de Parkinson e a frequência dos 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, 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. Ela está realmente ajudando a evoluir o tratamento de 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.”

Os co-autores adicionais do estudo são Shruti Nanivadekar, Noelle Toong, Irene M. Kaplow, Brian R. Isett, Yazel Goksen e Andreas R. Pfenning.

Financiamento: A pesquisa foi financiada pela Fundação Richard King Mellon, pelo Programa Lane Fellows, pela Fundação Michael J. Fox e pelos Institutos Nacionais de Saúde.