Novo tratamento atinge dois sistemas nervosos ao mesmo tempo

January 28, 2020 - Os cientistas descobriram que uma técnica para atingir um grupo específico de células cerebrais associadas à doença de Parkinson também é eficaz no tratamento de um grupo separado de células cerebrais.

Esses achados agora aparecem na revista Neurotherapeutics.

A técnica inicial é um tipo de terapia genética que os pesquisadores usaram pela primeira vez para direcionar neurônios colinérgicos no cérebro de ratos em 2015. Neurônios colinérgicos são um tipo de célula nervosa que afeta Parkinson.

Agora, usando técnicas de imagem cerebral, os cientistas descobriram que seu método também afetava positivamente um grupo de células próximas aos neurônios colinérgicos, chamados neurônios dopaminérgicos.

Interação célula a célula
O método original, que os pesquisadores apresentaram em 2015, trabalhou usando um vírus para fornecer uma modificação genética nos neurônios colinérgicos de ratos geneticamente modificados para desenvolver a doença de Parkinson. Os cientistas então usaram uma droga que poderia estimular os neurônios-alvo.

No novo estudo, os cientistas mostraram como eles usavam a tecnologia de imagens cerebrais para revelar um canal claro de comunicação entre os neurônios colinérgicos, direcionados no estudo de 2015, e os neurônios dopaminérgicos próximos.

Através da interação célula a célula, estimular os neurônios colinérgicos dos ratos também estimulou seus neurônios dopaminérgicos. Isso pareceu restaurar a função produtora de dopamina nos neurônios dopaminérgicos.

Como resultado disso, os ratos fizeram uma recuperação completa, incluindo restauração do movimento e reversão do comprometimento postural.

De acordo com a autora do estudo, Dra. Ilse Pienaar, "quando usamos imagens cerebrais, descobrimos que, ao ativar os neurônios colinérgicos, eles interagiam diretamente com os neurônios dopaminérgicos".

"Isso parece ser um efeito indireto, então, ao direcionar esse conjunto de neurônios, agora sabemos que também podemos estimular os neurônios dopaminérgicos, reiniciando efetivamente a produção de dopamina e reduzindo os sintomas", acrescenta ela.

"Isso é realmente importante, pois revela mais sobre como os sistemas nervosos do cérebro interagem, mas também que podemos atingir com sucesso dois sistemas principais [...] afetados pela doença de Parkinson, de uma maneira mais precisa".
- Dra. Ilse Pienaar

Um tratamento futuro para o Parkinson?
Isso significa que, no futuro, os pesquisadores poderão desenvolver um tratamento mais eficaz e menos invasivo para a doença de Parkinson em humanos.

Os tratamentos atuais de Parkinson concentram-se no gerenciamento da condição usando drogas, mas geralmente têm efeitos colaterais significativos e geralmente se tornam ineficazes após 5 anos.

Os tratamentos alternativos incluem a estimulação cerebral profunda, que é um procedimento invasivo que libera pulsos eletrônicos no cérebro de uma pessoa. No entanto, os resultados desse procedimento são confusos, o que os pesquisadores acreditam ser porque afeta todas as células do cérebro de uma pessoa, e não apenas as células específicas afetadas por Parkinson.

O que torna as novas descobertas promissoras é o fato de o tratamento ser não invasivo e direcionado, produzindo excelentes resultados em ratos.

Como explica a Dra. Pienaar, "Para a maior chance de recuperação, os tratamentos precisam ser focados e direcionados, mas isso requer muito mais pesquisa e entendimento sobre exatamente como o Parkinson opera e como nosso sistema nervoso funciona".

"Descobrir que os neurônios colinérgicos e dopaminérgicos podem ser alvejados com sucesso é um grande passo adiante".
- Dra. Ilse Pienaar

"Embora esse tipo de terapia genética ainda precise ser testada em seres humanos, nosso trabalho pode fornecer uma plataforma sólida para futuros projetos de bioengenharia."

A coautora do estudo, Lisa Wells, acrescenta: “Foi uma jornada emocionante trabalhar com a equipe da Dra. Pienaar para combinar as duas tecnologias para nos oferecer uma poderosa abordagem molecular para modificar a sinalização neuronal e medir a liberação de neurotransmissores. Podemos apoiar a tradução clínica desse "interruptor molecular" em utilidade clínica por meio da tecnologia de imagens ao vivo". Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Medical News Today.

Ativar células cerebrais específicas aponta para novas estratégias para a terapia de Parkinson

Tuesday, Jul 25, 2017 - In experiments with mice, scientists were able to activate certain brain cells to ease movement symptoms similar to those of Parkinson’s disease (PD). The results may help explain the effects of deep brain stimulation (DBS) surgery on Parkinson’s symptoms, and may pave the way to developing longer-lasting therapies. The study appears in the May 8 online edition of Nature Neuroscience.

Parkinson’s develops when brain levels of dopamine drop. When dopamine levels are low, as they are in PD, nerve cells in an area of the brain called the globus pallidus misfire, affecting movement.  Aryn H. Gittis, Ph.D., and colleagues at Carnegie Mellon University, wanted to understand how different types of brain cells in the globus pallidus affect movement.  They conducted preliminary research with support from the Parkinson’s Foundation.

Dr. Gittis and coworkers used a cutting edge technique called optogenetics to study subtypes of brain cells in the external globus pallidus. They carried out their experiments in mice with PD-like symptoms and low levels of dopamine in the brain, which caused the animals to move slowly or not at all. Using optogenetics, they selectively activated different types of cells in the brain.

Results
Using a protocol similar to DBS, researchers found that broad stimulation of various brain cells of the globus pallidus restored the movement for mice. However, when the stimulation stopped, the mice stopped moving.

When researchers activated one particular type of brain cell in the globus pallidus (PV cells) mice moved more easily. Repeated stimulation of this cell type led to less PD-like symptoms and faster movement.

Researchers identified the “culprit" preventing PV cells from doing their job. They also found a way to inhibit or stop those cells, that led to improved movement in mice for hours after the stimulation stopped.

What Does It Mean?
Deep brain stimulation has been a major advance in controlling the symptoms of PD. Stimulation often targets one of two regions, the subthalamus and the globus pallidus. However, the exact mechanism leading to PD symptomatic relief with stimulation is unknown. Therefore, a better understanding of how the brain cells that control movement are affected in PD is important.

The significance of this study is that it shows that certain brain cells in the region called the globus pallidus – one of two brain regions where DBS electrodes are implanted – when selectively activated, ease PD symptoms and improve movement in animals.  Importantly, stimulating these brain cells leads to symptom relief that lasts for hours after the stimulation has stopped.

Because these brain cells can be identified due to their unique molecular characteristics, it might be possible to target these cells – PV cells – with specific drugs that provide the benefit of DBS without the surgery.  The results may also shed light on another potential new DBS technique, called coordinated reset. Read more about this technique, which is being studied with Parkinson's Foundation funding, here.

Reference: Mastro KJ, Zitelli KT, Willard AM, Leblanc KH, Kravitz A, Gittis AH. (2017). Cell-Specific Pallidal Intervention Induces Long-Lasting Motor Recovery in Dopamine-Depleted Mice. Nature Neuroscience doi:10.1038/nn.4559. Fonte: PDF.