Investigadores crean modelo innovador para ayudar a pacientes con epilepsia postraumática
Resumen gráfico. Crédito: Neurología Experimental (2021). DOI: 10.1016/j.expneurol.2021.113946
Cuando los soldados entran en combate, corren el riesgo de sufrir una lesión cerebral traumática (TBI), que es causada por un golpe, un golpe o una sacudida en la cabeza. Las explosiones experimentadas durante el combate o los ejercicios de entrenamiento pueden causar que la cabeza de un soldado sea golpeada o sacudida violentamente, e incluso puede provocar una conmoción cerebral o una herida cerrada en la cabeza. Entre 2000 y 2020, a más de 430 000 militares estadounidenses se les diagnosticó una TBI.
TBI se encuentra entre las principales causas de muerte y discapacidad relacionadas con lesiones en los Estados Unidos, con un estimado de 5 millones de personas que viven con los desafíos de una discapacidad a largo plazo relacionada con TBI. Con síntomas que van de «leves» a «graves», las personas que sufren de TBI pueden desarrollar una amplia gama de consecuencias a largo plazo, como falta de equilibrio motor, depresión, trastorno de estrés postraumático (TEPT), demencia, epilepsia y muerte prematura .
Las convulsiones recurrentes espontáneas (SRS) pueden ocurrir en los meses o años posteriores a la lesión, lo que comúnmente se conoce como epilepsia postraumática (PTE). Actualmente, no existe un tratamiento o cura eficaz para la TEP; por lo tanto, existe una necesidad crítica de desarrollar modelos animales para ayudar a comprender y evaluar mejor los mecanismos y las intervenciones relacionadas con la epilepsia inducida por TBI.
D. Samba Reddy, profesor del Departamento de Neurociencia y Terapéutica Experimental de la Facultad de Medicina de la Universidad de Texas A&M, y su equipo han creado un nuevo modelo experimental que puede replicar con éxito el mismo SRS que ocurre en humanos que desarrollan epilepsia inducida por TBI . Sus hallazgos fueron publicados recientemente en la revista Experimental Neurology. Esta investigación, financiada con subvenciones del Departamento de Defensa, se puede usar para probar tratamientos médicos para prevenir convulsiones y otras afecciones neuropsiquiátricas en el personal militar.
Este es un modelo revolucionario en muchos frentes, dijo Reddy. .
«Sin un modelo efectivo de lesión cerebral, no se pueden estudiar las consecuencias de la lesión cerebral», dijo Reddy, quien es el investigador principal del proyecto. «Esta investigación es muy importante porque es el primer modelo de epilepsia TBI de nueva generación. Este trabajo tiene una gran importancia clínica y militar para identificar y promover terapias para las lesiones cerebrales».
La investigación PTE implica un conjunto complejo de operaciones Para poder estudiar de manera efectiva las opciones de tratamiento para la TEP, es fundamental que el modelo imite de manera precisa y consistente la gravedad de la lesión cerebral y la espontaneidad de una convulsión que ocurre en humanos. Reddy y Victoria Golub, asociada de investigación posdoctoral en el laboratorio de Reddy y primera autora del artículo, trabajaron en este proyecto de investigación durante cinco años.
«Muchos estudios anteriores no han podido mostrar SRS reproducible después de TBI», Golub dijo. «Generamos un modelo que reprodujo SRS de manera oportuna. Observamos todo como un todo y lo rastreamos en los mismos animales durante un período más largo. Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que examina PTE a este nivel».
Los investigadores se asociaron con ingenieros biomédicos para utilizar un enfoque de aprendizaje automático que realizó análisis automáticos de las convulsiones a partir de una base de datos de electroencefalografía (EEG). A través de esto, el equipo pudo identificar múltiples biomarcadores electrográficos de circuitos epileptogénicos, lo que significa que pudieron comprender y reconocer el comportamiento y los signos de la epileptogénesis. En sus análisis, encontraron que las oscilaciones y descargas de alta frecuencia están precedidas por convulsiones, que pueden servir como biomarcadores para predecir el riesgo de convulsiones en el futuro.
En las epilepsias por TCE, una lesión cerebral después de un traumatismo craneal puede ser seguido de un período latente llamado epileptogénesis. Durante este período, no ocurren convulsiones, pero el cerebro está experimentando cambios drásticos que predisponen a un individuo a las convulsiones. En este modelo, el equipo pudo demostrar que las convulsiones epilépticas ocurren aproximadamente 30 días después de un incidente de TBI y persisten durante meses. Esta etapa sugiere la ventana de modificación de la enfermedad de TBI para tratamientos médicos.
«Actualmente, no tenemos ningún tratamiento para interrumpir la respuesta epileptógena después de una TBI», dijo Reddy. «El período de latencia es crítico porque representa una ventana terapéutica para probar las intervenciones médicas. Si los medicamentos pueden detener esa plasticidad cerebral temprana, entonces esto puede prevenir por completo la epilepsia y los problemas neuropsiquiátricos posteriores a una lesión cerebral».
Además del análisis de EEG a largo plazo, el equipo de Reddy perfiló un cambio longitudinal en el cerebro en otras dos áreas principales: histología del tejido cerebral y patrones de comportamiento. Desde el punto de vista del comportamiento, los sujetos de prueba mostraron déficits funcionales sensoriales y conductuales, así como una disfunción de la memoria a largo plazo, facetas de la afección en humanos que con demasiada frecuencia se pasan por alto y que pueden afectar negativamente la calidad de vida y el funcionamiento independiente.
En el análisis de neuropatología, Los hallazgos de los investigadores mostraron una degeneración de las neuronas principales y una pérdida de interneuronas inhibitorias en el cerebro. Las interneuronas normalmente funcionan como un freno para disminuir la actividad eléctrica, por lo que la pérdida de estas neuronas especiales provoca un exceso de actividad eléctrica en el cerebro. También hubo una mayor incidencia de brotes de fibras musgosas, que es un cambio celular característico que se encuentra en la epilepsia del lóbulo temporal.
El equipo analizó varios puntos para comprender mejor lo que le estaba sucediendo al cerebro con el tiempo. . Además, el equipo realizó los estudios en dos lesiones cerebrales diferentes: una lesión moderada y una lesión grave que son comunes en entornos militares. Este estudio ha descubierto la esclerosis del hipocampo contralateral como una característica perjudicial de la TEP, que antes no estaba clara. Tal pérdida de interneuronas inhibidoras provoca una mayor incidencia de convulsiones y características similares al PTSD.
«Al crear cascadas neuronales de epileptogénesis, este modelo abre vías para estrategias de detección que pueden usarse para bloquear la epileptogénesis y el desarrollo de epilepsia», dijo Reddy. «Esperamos que esta investigación ayude a impulsar el campo hacia nuevos medicamentos y opciones de tratamiento para las personas que padecen esta afección debilitante. Sabemos que el daño cerebral es irreversible, pero esperamos que este modelo pueda ayudar a reducir o prevenir las comorbilidades neuropsiquiátricas que se producen como resultado de TBI, especialmente en soldados, atletas y civiles».
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El bloqueo de una molécula del sistema inmunitario puede ayudar a prevenir discapacidades a largo plazo después de una lesión cerebral traumática. epilepsia postraumática con esclerosis del hipocampo contralateral: caracterización integral y longitudinal de convulsiones espontáneas, neuropatología y comorbilidades neuropsiquiátricas, Experimental Neurology (2021). DOI: 10.1016/j.expneurol.2021.113946 Información de la revista: Experimental Neurology
Proporcionado por Texas A&M University Cita: Los investigadores crean un modelo innovador para ayudar a los pacientes con epilepsia (2022, 17 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-breakthrough-patients-post-traction-epilepsy.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.