La investigación muestra resultados prometedores para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson
La estimulación eléctrica pulsada impulsa la neuromodulación específica del tipo de célula. Crédito: Rachel Keady Keeney
Investigadores de la Universidad Carnegie Mellon han encontrado una manera de hacer que la estimulación cerebral profunda (DBS, por sus siglas en inglés) sea más precisa, lo que da como resultado efectos terapéuticos que duran más que lo que está disponible actualmente. El trabajo, dirigido por Aryn Gittis y sus colegas en el Laboratorio Gittis de CMU, avanzará significativamente en el estudio de la enfermedad de Parkinson.
DBS permite a los investigadores y médicos usar electrodos delgados implantados en el cerebro para enviar señales eléctricas a la parte del cerebro que controla el movimiento. Es una forma comprobada de ayudar a controlar los movimientos no deseados en el cuerpo, pero los pacientes deben recibir estimulación eléctrica continua para aliviar sus síntomas. Si se apaga el estimulador, los síntomas regresan de inmediato.
Gittis, profesora asociada de ciencias biológicas en la Facultad de Ciencias de Mellon y docente en el Instituto de Neurociencia, dijo que la nueva investigación podría cambiar eso.
«Al encontrar una manera de intervenir que tenga efectos duraderos, nuestra esperanza es reducir en gran medida el tiempo de estimulación y, por lo tanto, minimizar los efectos secundarios y prolongar la vida útil de la batería de los implantes».
Conjunto Gittis la base de este enfoque terapéutico en 2017, cuando su laboratorio identificó clases específicas de neuronas dentro del circuito motor del cerebro que podrían ser el objetivo para proporcionar un alivio duradero de los síntomas motores en los modelos de Parkinson. En ese trabajo, el laboratorio utilizó la optogenética, una técnica que utiliza la luz para controlar las neuronas modificadas genéticamente. Sin embargo, la optogenética actualmente no se puede usar en humanos.
Desde entonces, ella ha estado tratando de encontrar una estrategia que se traduzca más fácilmente en pacientes que padecen la enfermedad de Parkinson. Su equipo tuvo éxito en ratones con un nuevo protocolo DBS que utiliza ráfagas cortas de estimulación eléctrica.
«Este es un gran avance sobre otros tratamientos existentes», dijo Gittis. «En otros protocolos de DBS, tan pronto como apagas la estimulación, los síntomas regresan. Esto parece proporcionar beneficios más duraderos, al menos cuatro veces más que los DBS convencionales».
En el nuevo protocolo, los investigadores se dirigen a subpoblaciones neuronales específicas en el globo pálido, un área del cerebro en los ganglios basales, con ráfagas cortas de estimulación eléctrica. Gittis dijo que los investigadores han estado tratando durante años de encontrar formas de proporcionar estimulación de una manera específica para cada tipo de célula.
«Ese concepto no es nuevo. Usamos un enfoque de ‘abajo hacia arriba’ para impulsar el tipo de célula especificidad. Estudiamos la biología de estas células e identificamos las entradas que las impulsan. Encontramos un punto óptimo que nos permitió utilizar la biología subyacente», dijo.
Teresa Spix, la primera autora del artículo, dijo que si bien existen muchas teorías sólidas, los científicos aún no comprenden por completo por qué funciona DBS.
«Estamos jugando con la caja negra. Todavía no entendemos cada parte de lo que está sucediendo allí, pero nuestro enfoque de ráfaga corta parece proporcionar un mayor alivio de los síntomas. El cambio en el patrón nos permite afectar de manera diferencial los tipos de células «, dijo.
Spix, quien defendió su Ph.D. en julio, está entusiasmado con la conexión directa que esta investigación tiene con los estudios clínicos.
«Muchas veces, los que trabajamos en laboratorios de investigación de ciencias básicas no necesariamente tenemos mucho contacto con pacientes reales Esta investigación comenzó con preguntas muy básicas sobre circuitos, pero condujo a algo que podría ayudar a los pacientes en un futuro próximo», dijo Spix.
A continuación, los neurocirujanos de Allegheny Health Network (AHN) de Pittsburgh utilizarán la investigación de Gittis en un estudio de seguridad y tolerabilidad en humanos. Nestor Tomycz, cirujano neurológico de AHN, dijo que los investigadores pronto comenzarán un estudio aleatorio cruzado doble ciego de pacientes con enfermedad de Parkinson idiopática. Se realizará un seguimiento de los pacientes durante 12 meses para evaluar las mejoras en los síntomas motores de la enfermedad de Parkinson y la frecuencia de los eventos adversos.
«Aryn Gittis continúa realizando una investigación espectacular que aclara nuestra comprensión de la patología de los ganglios basales en los trastornos del movimiento Estamos entusiasmados de que su investigación sobre la estimulación en ráfagas muestre un potencial para mejorar la DBS, que ya es una terapia eficaz y bien establecida para la enfermedad de Parkinson», dijo Tomycz.
Donald Whiting, director médico de AHN y uno de los principales expertos del país en el uso de DBS, dijo que el nuevo protocolo podría abrir puertas para tratamientos experimentales.
«Aryn nos está ayudando a resaltar en el modelo animal las cosas que van a cambiar el futuro de lo que hacemos por nuestros pacientes. De hecho, ella está ayudando a evolucionar el tratamiento de la atención de los pacientes de Parkinson en las próximas décadas con su investigación», dijo Whiting.
Tomycz estuvo de acuerdo. «Este trabajo realmente ayudará a diseñar la tecnología futura que estamos usando en el cerebro y nos ayudará a obtener mejores resultados para estos pacientes».
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Los investigadores descubren dianas neuronales que restauran el movimiento en el modelo de la enfermedad de Parkinson Más información: Teresa Spix et al, Population-Specific Neuromodulation Prolongs Therapeutic Benefits of Deep Brain Stimulation, Science (2021) ). DOI: 10.1126/ciencia.abi7852. www.science.org/doi/10.1126/science.abi7852 Información de la revista: Science
Proporcionado por la Universidad Carnegie Mellon Cita: La investigación muestra resultados prometedores para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson (7 de octubre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-results-parkinson-disease-treatment.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.