Um mecanismo recentemente descoberto poderia contribuir para os efeitos terapêuticos da estimulação cerebral profunda

A estimulação cerebral profunda (DBS) é um procedimento cirúrgico que envolve a entrega de impulsos elétricos de alta frequência a regiões específicas do cérebro, por meio de eletrodos implantados cirurgicamente. Embora exija um procedimento cirúrgico invasivo, o DBS pode aliviar os sintomas de vários distúrbios psiquiátricos e neurológicos, incluindo doença de Parkinson, epilepsia, síndrome de Tourette e transtorno obsessivo-compulsivo grave (TOC).

Devido à sua natureza invasiva, este procedimento é normalmente reservado para pacientes que não respondem bem a estratégias de tratamento menos invasivas. Embora o seu potencial terapêutico esteja bem documentado, os mecanismos neurobiológicos através dos quais alivia os sintomas neuropsiquiátricos permanecem pouco compreendidos.

Pesquisadores dos Institutos Nacionais de Saúde em Durham, Carolina do Norte, EUA, realizaram recentemente um estudo em ratos com o objetivo de compreender melhor como o DBS afeta o cérebro e lançar luz sobre os processos que podem sustentar seu valor terapêutico.

Suas descobertas, publicadas em Neurociência da Naturezasugerem que a inibição seletiva de neurônios em uma área específica do cérebro medeia os efeitos terapêuticos desse procedimento invasivo, ao mesmo tempo que propõe uma estratégia alternativa, menos invasiva, que pode produzir resultados semelhantes.

“Mostramos que o DBS de alta frequência do núcleo subtalâmico (STN), um alvo comum para a doença de Parkinson (DP), ativa axônios aferentes enquanto inibe os neurônios STN”, escreveram Jicheng Li, Jingheng Zhou e seus colegas em seu artigo. “Esses efeitos pré-sinápticos e pós-sinápticos contrastantes surgem de uma diminuição na liberação local de neurotransmissores com uma diminuição maior no glutamato do que no GABA, mudando o equilíbrio excitação/inibição em direção à inibição”.

Como parte do estudo, os pesquisadores usaram DBS para fornecer pulsos elétricos de alta frequência ao STN, especificamente em ratos que apresentavam sintomas semelhantes aos da doença de Parkinson. O STN é uma pequena estrutura no cérebro conhecida por regular o movimento, que é comumente estimulada eletricamente em pacientes com doença de Parkinson resistente a medicamentos.

Os pesquisadores analisaram como a estimulação do STN afetou tanto as fibras nervosas de entrada (ou seja, os axônios aferentes) quanto os neurônios da região do cérebro. Eles também mediram alterações na liberação de neurotransmissores específicos, como glutamato e GABA.

Curiosamente, eles descobriram que o DBS ativava axônios aferentes e inibia os neurônios STN, ao mesmo tempo que reduzia significativamente a liberação de glutamato. Notavelmente, a função motora dos ratos pareceu melhorar, com uma redução substancial dos comportamentos semelhantes aos da doença de Parkinson.

Inspirados por essas descobertas, os pesquisadores posteriormente tentaram replicar os efeitos do DBN nos neurônios STN usando técnicas quimiogenéticas não invasivas. Eles descobriram que a inibição quimiogenética dos neurônios STN produziu resultados muito semelhantes, enquanto a ativação dos neurônios STN não.

“A inibição quimiogenética, mas não a excitação, dos neurônios STN imita os efeitos terapêuticos do DBS em camundongos com DP lesionados com 6-OHDA”, escreveram os autores.

“A inibição quimiogenética bilateral aguda e crônica do STN restaura a função motora em um modelo de camundongo com DP progressiva. Essas descobertas sugerem que a inibição do STN, causada pela depressão diferencial das sinapses glutamatérgicas e GABAérgicas, é um mecanismo chave do DBS terapêutico. ‘DBS quimiogenético’, inibição quimiogenética direta de neurônios pós-sinápticos, pode oferecer uma alternativa menos invasiva e mais acessível ao DBS elétrico para DP e outros distúrbios neurológicos.”

No futuro, o mecanismo descoberto por esta equipa de investigação poderá ser investigado mais aprofundadamente em estudos envolvendo roedores, primatas e eventualmente até humanos. Isto poderá eventualmente abrir caminho para o desenvolvimento de tratamentos menos invasivos, mas igualmente eficazes, para a doença de Parkinson, epilepsia resistente a medicamentos e outras doenças comumente tratadas com DBS.

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