Estudo pioneiro no mundo é da Faculdade de Medicina da UFMG

Autor do estudo, o biomédico e neurocientista Luiz Alexandre Viana Magno teve pesquisa publicada na revista “Journal of Neuroscience”. Foto: Carol Morena.

Pesquisa da Faculdade de Medicina da UFMG conseguiu identificar que a estimulação de um subgrupo de neurônios localizados na superfície do cérebro, na região córtex motor secundário, ameniza sintomas da Doença de Parkinson. A descoberta é o primeiro passo para o tratamento mais eficaz da doença, no qual é possível obter melhoras na função motora e cognitiva, o que nenhum outro procedimento é capaz.

O estudo foi publicado nesta terça-feira, 19 de fevereiro, na revista “Journal of Neuroscience”, que é o periódico da Sociedade Americana de Neurociência. Os testes foram feitos em camundongos com a doença, que tiveram áreas específicas do cérebro estimuladas por meio da técnica chamada Optogenética.

“Com essa técnica, é possível modular apenas as células que estão ‘doentes’, por meio do uso de luz e procedimentos de engenharia genética”, afirma o biomédico, neurocientista e pós-doutorando do Programa de Pós-graduação em Medicina Molecular da Faculdade de Medicina da UFMG, Luiz Alexandre Viana Magno.  

O pesquisador explica que atualmente existem dois métodos principais para tratar a Doença de Parkinson: através de medicamentos ou procedimento cirúrgico. O tratamento medicamentoso, no entanto, deixa de fazer efeito após alguns anos de uso. A alternativa para alguns pacientes que não possuem melhora com o medicamento é a realização de um procedimento cirúrgico que emprega a estimulação elétrica para corrigir as áreas cerebrais com atividade alterada.

No entanto, o procedimento cirúrgico utilizado atualmente é de alto risco, por ser necessário implantar eletrodos em áreas profundas do cérebro afetadas pela doença. Além disso, o emprego de corrente elétrica não consegue direcionar os estímulos para células específicas, fazendo com que todas as células que estiverem próximas ao implante sejam perturbadas, mesmo as saudáveis.

Por isso, o objetivo da pesquisa foi investigar o potencial terapêutico da estimulação em regiões superficiais do cérebro, desde que elas se conectassem com as áreas profundas disfuncionais. “Nós descobrimos que a manipulação da atividade de áreas superficiais é suficiente para levar a melhora. Essa observação indica que futuramente o procedimento cirúrgico possa ser simplificado, diminuindo os riscos decorrentes da manipulação de áreas profundas do cérebro. Além disso, nossa técnica só afeta o tipo de neurônio envolvido na doença”, completa Alexandre.

Axônios de neurônios corticais estimulados (em verde) projetam para a substância negra e ativam alguns neurônios dopaminérgicos (em magenta), enquanto os demais permanecem inalterados (azul). Imagem: Luiz Alexandre Magno.

 

Descoberta

A técnica de estimulação cerebral batizada de optogenética foi descrita recentemente por cientistas da Universidade de Stanford (EUA). Ela chegou ao Brasil e foi usada pela primeira vez  na América Latina para fins terapêuticos no Laboratório de Medicina Molecular da Faculdade de Medicina da UFMG.

“Uma vez que identificamos que os neurônios da superfície cerebral se comunicam com as áreas profundas, tornou-se altamente sugestivo que o potencial terapêutico pudesse ser atingido apenas com a estimulação optogenética dos neurônios superficiais”, conta o pesquisador.

Para ativar os neurônios, foi realizado um procedimento cirúrgico nos camundongos, que envolve a injeção cerebral de um DNA que codifica a produção de proteínas chamadas de opsinas. As opsinas, quando estimuladas com luz, ativam os neurônios. Três semanas depois, outro procedimento cirúrgico foi realizado para a implantação de uma fibra ótica, que permite que a luz seja liberada precisamente na região cerebral indicada. Os padrões da fotoestimulação são controlados por computador, fornecendo em tempo real a possibilidade de eventuais reajustes.

“Observamos que o efeito terapêutico da optogenética é instantâneo. Na primeira sessão, os animais recuperavam ou pelo menos melhoravam a sua atividade motora. Nós, inclusive, observamos que o procedimento também proporcionou melhora nos déficits de memória, algo que nenhum outro procedimento dessa natureza foi capaz de conseguir”, avalia o pesquisador.

https://youtu.be/y5pCeeh18tI
O camundongo modelo experimental de Parkinson apresenta dificuldade de locomoção, a qual é recuperada quando a estimulação optogenética ativa neurônios glutamatérgicos situados no córtex motor secundário (períodos light on). Crédito: Luiz Alexandre Magno.

Próximas etapas

De acordo com ele, o desafio agora é encontrar formas de transportar o DNA para o cérebro sem a utilização de vírus, uma vez que esses organismos podem sofrer mutações e causar doenças. “Mas esperamos que nos próximos cinco anos surjam alternativas para essa limitação, para que o procedimento chegue com segurança aos pacientes com Parkinson”, planeja Alexandre Magno.

Ele ressalta que a pesquisa é um ponto de partida para outros estudos. “Pode ser que a gente consiga encontrar outras áreas cerebrais, também localizadas na superfície do cérebro, que quando estimuladas causem benefício terapêuticos ainda maiores do que aqueles que nós observamos.  É como fazer mineração. Uma vez você acha uma pepita de ouro e fica muito feliz. Mas, algum dia, você pode encontrar uma ainda maior”, conclui.

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