Mensajes enredados: Rastreo de circuitos neurales a la ‘constelación de efectos secundarios’ de la quimioterapia
Procesamiento de activación de cerebro/neuronas (NIH). Crédito: NIH
La discapacidad grave y persistente a menudo socava los beneficios vitales del tratamiento del cáncer. El dolor y la fatiga, junto con los trastornos sensoriales, motores y cognitivos, son los principales entre la constelación de efectos secundarios que ocurren con los agentes a base de platino utilizados ampliamente en los tratamientos de quimioterapia en todo el mundo.
Un nuevo estudio realizado por investigadores de Georgia Tech en el laboratorio de Timothy C. Cope ha encontrado una vía novedosa para comprender por qué estas condiciones debilitantes les ocurren a los pacientes con cáncer y por qué los científicos deberían centrarse en todos los procesos neuronales posibles que brindan beneficios sensoriales o motores. problemas en el cerebro de un paciente, incluido el sistema nervioso central, y no solo la «degeneración periférica de las neuronas sensoriales» que ocurre lejos del centro del cuerpo.
Los nuevos hallazgos «Mecanismos del circuito neural de la discapacidad sensoriomotora en el tratamiento del cáncer» se publican en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) y podrían afectar el desarrollo de tratamientos efectivos que aún no están disponibles para restaurar las capacidades normales de un paciente para recibir y procesar información sensorial como parte del tratamiento posterior al cáncer, en particular.
Stephen N. (Nick) Housley, investigador postdoctoral en la Facultad de Ciencias Biológicas, el Centro Integrado de Investigación del Cáncer y el Parker H. Petit In Instituto de Bioingeniería y Biociencia de Georgia Tech, es el autor principal del estudio. Los coautores incluyen a Paul Nardelli, científico investigador y Travis Rotterman, becario postdoctoral (ambos de la Facultad de Ciencias Biológicas), junto con Timothy Cope, quien se desempeña como profesor con nombramientos conjuntos en la Facultad de Ciencias Biológicas de Georgia Tech y en la Departamento de Ingeniería Biomédica de Coulter en la Universidad de Emory y Georgia Tech.
Consecuencias neurológicas
«La quimioterapia, sin duda, influye negativamente en el sistema nervioso periférico, que a menudo se considera el principal culpable de los trastornos neurológicos durante tratamiento del cáncer», comparte Housley. Sin embargo, dice, para que el sistema nervioso funcione normalmente, tanto el sistema nervioso periférico como el central deben cooperar.
«Esto ocurre a través de la comunicación sináptica entre las neuronas. A través de una elegante serie de estudios, demostramos que esas los centros de comunicación en el sistema nervioso central también son vulnerables a los efectos adversos del tratamiento del cáncer», comparte Housley, y agrega que los hallazgos fuerzan «el reconocimiento de los numerosos lugares en todo el sistema nervioso que tenemos que tratar si alguna vez queremos corregir las consecuencias neurológicas del tratamiento del cáncer porque corregir cualquiera puede no ser suficiente para mejorar la función humana y la calidad de vida».
«Estas discapacidades siguen sin mitigarse clínicamente y sin explicación empírica, ya que la investigación se concentra en la degeneración periférica de las neuronas sensoriales», dijo el equipo de investigación. explica en el estudio, «mientras subestima la posible participación de procesos neuronales dentro del sistema nervioso central. Los presentes hallazgos demuestran functi defectos onales en las propiedades fundamentales del procesamiento de la información localizados dentro del sistema nervioso central», concluyendo que «las discapacidades sensoriomotoras de larga duración y posiblemente otras discapacidades inducidas por el tratamiento del cáncer son el resultado de defectos neuronales independientes compuestos en los sistemas nerviosos central y periférico».
Discapacidades sensoriomotoras y ‘coIN’
El equipo de investigación señala que los sobrevivientes de cáncer «clasifican la discapacidad sensoriomotora entre las consecuencias a largo plazo más angustiosas de la quimioterapia. Los trastornos de la marcha, el equilibrio y los movimientos hábiles se asignan comúnmente al daño quimiotóxico de las neuronas sensoriales periféricas sin tener en cuenta el papel determinista que desempeñan los circuitos neurales que traducen la información sensorial en movimiento», y agrega que este descuido «impide una comprensión mecanicista suficiente y contribuye a la ausencia de un tratamiento eficaz para revertir la discapacidad inducida por la quimioterapia».
Cope dice que el equipo resolvió esta omisión «mediante el uso de una combinación de electrofisiología, comportamiento y modelado para estudiar el funcionamiento de un sensor motor espinal circuito in vivo» en un modelo de roedor de «neuropatía crónica inducida por oxaliplatino (quimioterapia): COIN».
Se estudiaron eventos secuenciales clave en la codificación de información «propriosensorial» (piense en la cinestesia: la capacidad del cuerpo para sentir su ubicación, movimientos y acciones) y la traducción de su circuito en los potenciales sinápticos producidos en las motoneuronas.
En las ratas «coIN», el equipo notaron múltiples clases de neuronas propiosensoriales que expresaron descargas defectuosas que redujeron la representación sensorial precisa de las respuestas mecánicas musculares al estiramiento, y agregaron que la precisión «se degradó aún más en la traducción de señales propiosensoriales en potenciales sinápticos como resultado de mecanismos defectuosos que residen dentro de la médula espinal». /p>
Expresión conjunta, defectos independientes
«Estos defectos secuenciales, periféricos y centrales se combinaron para llevar al circuito sensoriomotor a un colapso funcional que tuvo como consecuencia la predicción de errores significativos en el movimiento propiosensorial guiado comportamientos demostrados aquí en nuestro modelo de rata e informados para personas con COIN», informan Cope y Housley. «Concluimos que la discapacidad sensoriomotora inducida por el tratamiento del cáncer surge de la expresión conjunta de defectos independientes que ocurren en elementos periféricos y centrales de los circuitos sensoriomotores».
«Estos hallazgos tienen un amplio impacto en el campo científico y clínico. control de las consecuencias neurológicas del tratamiento del cáncer», dice Housley. «Como médico y científico, puedo visualizar la necesidad urgente de desarrollar conjuntamente pruebas clínicas cuantitativas que tengan la capacidad de identificar qué partes del sistema nervioso de un paciente se ven afectadas por su tratamiento contra el cáncer».
Housley también dice que tener la capacidad de monitorear la función neuronal en varios sitios durante el curso del tratamiento «brindará un biomarcador en el que podamos optimizar el tratamiento, por ejemplo, maximizar los efectos antineoplásicos y minimizar los efectos adversos», y agregó que, a medida que avanzamos en los tratamientos contra el cáncer de próxima generación, «las pruebas clínicas que pueden monitorear objetivamente aspectos específicos del sistema nervioso serán excepcionalmente importantes para evaluar la presencia de un efecto fuera del objetivo».
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El fármaco ayuda a que las neuronas sensoriales vuelvan a crecer en el sistema nervioso central del ratón. Academia Nacional de Ciencias (2021). DOI: 10.1073/pnas.2100428118 Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Georgia Cita: Mensajes enredados: Rastreo de circuitos neuronales para ‘constelación de efectos secundarios’ de la quimioterapia (8 de enero de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-tangled-messages-neural-circuits-chemotherapy.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.