Estimulação de cintilação brilha em ensaio clínico para epilepsia

A engenheira biomédica Annabelle Singer passou a última década desenvolvendo uma terapia não invasiva para a doença de Alzheimer que usa luzes bruxuleantes e tons rítmicos para modular as ondas cerebrais. Agora ela descobriu que a técnica, conhecida como flicker, também poderia beneficiar pacientes com uma série de outros distúrbios neurológicos, desde epilepsia até esclerose múltipla.

Anteriormente, Singer e seus colaboradores demonstraram que as luzes e os sons, transmitidos aos pacientes por meio de óculos e fones de ouvido, têm efeitos benéficos. O Flicker teve sucesso em estudos com animais e nos primeiros testes de viabilidade em humanos, onde foi testado quanto à segurança, tolerância e adesão do paciente.

Agora, graças a um ensaio clínico para pessoas com epilepsia, os investigadores quantificaram os efeitos da cintilação com uma precisão sem precedentes. Eles também fizeram uma descoberta inesperada, mas encorajadora: o tratamento reduziu as descargas epileptiformes interictais (IEDs) no cérebro.

Esses grandes eventos eletrofisiológicos intermitentes são observados entre convulsões em pessoas com epilepsia. Eles aparecem como picos agudos em uma leitura de EEG.

“O que é interessante sobre esses IEDs é que eles não ocorrem apenas na epilepsia”, disse Singer, professor em início de carreira da Fundação McCamish no Departamento de Engenharia Biomédica Wallace H. Coulter da Georgia Tech e Emory University. “Eles ocorrem no autismo, na esclerose múltipla, na doença de Alzheimer e em outros distúrbios neurológicos também”. E os IEDs perturbam o funcionamento normal do cérebro, causando comprometimento da memória.

Singer e sua equipe publicaram suas descobertas em Comunicações da Natureza.

O ritmo em nossas cabeças

Dentro do cérebro existem sinfonias elaboradas de atividade elétrica: ondas cerebrais, ou oscilações, que compõem nossas memórias, pensamentos e emoções. Singer quer modular essas oscilações para fins terapêuticos.

Em frequências específicas de luz e som, o tratamento de cintilação pode induzir oscilações gama em ratos. Isto ajuda o cérebro a recrutar microglia, células responsáveis ​​pela remoção da beta-amilóide, que se acredita desempenhar um papel central na patologia de Alzheimer. Parte do trabalho consiste em registrar o que está acontecendo no cérebro durante o tratamento para verificar como está funcionando.

Os pacientes do estudo estavam sob os cuidados do médico Jon Willie, da Unidade de Monitoramento de Epilepsia do Emory University Hospital. (Willie, coautor correspondente do estudo com Singer, está agora na Universidade de Washington, em St. Louis.)

Eles aguardavam uma cirurgia para remover uma área do cérebro onde ocorrem convulsões. Antes que isso acontecesse, eles tiveram que passar por monitoramento de crises intracranianas – eletrodos de registro são colocados no cérebro para identificar a zona de início das crises e determinar exatamente qual tecido deveria ser removido. Então, os pacientes e sua equipe de atendimento aguardam a ocorrência de uma convulsão. Pode levar dias.

“Em estudos humanos, usamos métodos não invasivos, como ressonância magnética funcional ou EEG do couro cabeludo, mas eles apresentam desvantagens reais em termos de resolução”, disse Singer. “Trabalhar com estes pacientes foi um divisor de águas. São pessoas com epilepsia resistente ao tratamento, o que significa que os medicamentos não estão funcionando para eles”.

Caminho para a cura

A equipe de Singer recrutou 19 pacientes. Autor principal do estudo, Lou Blanpain, ex-Ph.D. estudante no laboratório de Singer e agora estudante de medicina em Emory, passou de paciente em paciente com a estimulação de cintilação e o equipamento de gravação.

“Como esses pacientes já tinham sondas de gravação implantadas por razões clínicas, conseguimos gravar diretamente do cérebro”, disse Singer. “Nunca conseguimos obter gravações desta qualidade durante o tratamento de cintilação antes.”

Como os pesquisadores esperavam, o flicker modulou as regiões visuais e auditivas do cérebro que respondem fortemente aos estímulos. Mas também atingiu mais profundamente, no lobo temporal medial e no córtex pré-frontal, regiões cerebrais cruciais para a memória. E em todo o cérebro, em regiões que Singer não tinha explorado completamente antes, ela descobriu que os IEDs estavam diminuindo.

“Isso tem implicações importantes para saber se a cintilação é terapeuticamente relevante para pessoas com Alzheimer, mas também em geral, se quisermos atingir algo além das regiões sensoriais primárias”, disse ela.

“Tudo isso aponta para o uso potencial do flicker em muitos contextos diferentes. No futuro, definitivamente analisaremos outras condições e outras implicações potenciais.”