COMUNICADO DE PRENSA 26 DE FEBRERO DE 2021
La estimulación cerebral profunda y el ejercicio restauran el movimiento en la ataxia
FACULTAD DE MEDICINA DE BAYLOR
Fuente original: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-02/bcom-dbs022621.php
Una nueva investigación de los científicos del Baylor College of Medicine muestra que una combinación de estimulación cerebral profunda (DBS) y ejercicio tiene beneficios potenciales para tratar la ataxia, una rara enfermedad genética neurodegenerativa caracterizada por problemas progresivos irreversibles con el movimiento.
Trabajando con un modelo de ratón de la condición humana, los investigadores de Baylor y el Instituto de Investigación Neurológica Jan and Dan Duncan del Texas Children’s Hospital descubrieron que la combinación de DBS dirigida al cerebelo, un importante centro motor del cerebro, y el ejercicio rescataba la coordinación y los pasos de las extremidades. y que los beneficios persistieron sin más estimulación. Además, el estudio informa que la estimulación de ratones con ataxia en etapa temprana mostró las mejoras más drásticas. Estos y otros hallazgos, publicados en la revista Nature Communications, brindan nuevos conocimientos valiosos en el diseño de futuras estrategias de DBS para tratar la condición humana.
«Las personas con ataxia suelen tener problemas progresivos con el movimiento, incluido el equilibrio y la coordinación deteriorados que afectan la capacidad de la persona para caminar, hablar y utilizar la motricidad fina. Hay opciones de tratamiento limitadas para esta afección y los pacientes suelen utilizar la ayuda de una silla de ruedas de 15 a 20 años después de los síntomas aparecen por primera vez «, dijo la primera autora Lauren Miterko, estudiante de posgrado en el laboratorio del Dr. Roy Sillitoe en Baylor.
Actualmente, la estimulación cerebral profunda se usa para aliviar la disfunción motora en la enfermedad de Parkinson y otras afecciones del movimiento, pero su valor en el tratamiento de la ataxia no se ha explorado ampliamente. En este estudio, los investigadores trabajaron con Car8, un modelo de ratón de ataxia hereditaria para investigar si el ajuste de los parámetros de DBS y la ubicación del objetivo de estimulación ayudaría a aumentar la eficacia del tratamiento para la afección.
La frecuencia importa
«Primero nos enfocamos en el cerebelo, porque es un centro motor primario en el cerebro y esta ubicación objetivo para la estimulación cerebral profunda ha tenido un éxito alentador en el tratamiento de problemas motores asociados con otras afecciones, como un accidente cerebrovascular», dijo Miterko. «Nos enfocamos sistemáticamente en el cerebelo con diferentes frecuencias de DBS y determinamos si había una frecuencia óptima que aumentaría la eficacia del tratamiento. Cuando usamos una frecuencia particular, 13 Hz, fue cuando la función motora mejoró en nuestros ratones Car8».
La estimulación cerebral profunda más el ejercicio mejoraron los resultados
La neuroestimulación con DBS mejoró la función muscular y la movilidad general de los ratones Car8, pero los investigadores buscaron formas adicionales de mejorar la condición.
«Sabemos que el ejercicio en general puede beneficiar la salud muscular y neuronal, y trabajos previos en pacientes con enfermedad de Parkinson y accidentes cerebrovasculares mencionaron que las técnicas de neuromodulación combinadas con estimulación física mostraron beneficios, por lo que decidimos incluir el ejercicio en nuestra investigación», dijo Miterko. «Descubrimos que cuando los animales recibieron DBS durante el ejercicio en una cinta rodante, hubo mejoras en la coordinación motora y el paso que no habíamos observado con DBS solo».
«En nuestro modelo de ataxia, las mejoras no desaparecieron después de una semana de tratamiento, lo que tiene importantes implicaciones prácticas para posibles aplicaciones clínicas», dijo la coautora, la Dra. Meike E. van der Heijden, asociada postdoctoral en el laboratorio de Sillitoe. «Además, todos los ratones jóvenes con ataxia en etapa temprana respondieron, lo que sugiere que es posible que el tratamiento temprano también proporcione el mayor beneficio para los pacientes en el futuro».
Los investigadores también obtuvieron conocimientos sobre el tipo de células cerebrales involucradas en el proceso de restauración del movimiento en este modelo de ratón ataxia. Descubrieron que la neurotransmisión de las células de Purkinje es necesaria para que la estimulación cerebral profunda sea eficaz. Las células de Purkinje son un tipo de neurona ubicada en la corteza cerebelosa del cerebro. Estas células están involucradas en la regulación del movimiento, el equilibrio y la coordinación, entre otras funciones.
«Uno de nuestros objetivos es dilucidar aún más el papel que juegan las células de Purkinje en la recuperación de la ataxia», dijo van der Heijden.
«Estamos particularmente entusiasmados con los resultados de este estudio porque puede ser posible extrapolar nuestro enfoque para tratar no solo otras enfermedades motoras, sino quizás también afecciones neuropsiquiátricas no motoras», dijo el autor correspondiente, el Dr. Roy Sillitoe, profesor asociado de patología e inmunología y neurociencia en Baylor College of Medicine, y director de la instalación de Neuropatology Core en el Instituto de Investigación Neurológica Jan and Dan Duncan del Texas Children’s Hospital.
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Otros contribuyentes a este trabajo incluyen a Tao Lin, Joy Zhou, Jaclyn Beckinghausen y Joshua J. White, todos en el Baylor College of Medicine y el Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute en el Texas Children’s Hospital.
Este trabajo fue financiado por fondos de Baylor College of Medicine y Texas Children’s Hospital, BCM IDDRC Grant U54HD083092 del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano Eunice Kennedy Shriver y por los Institutos Nacionales de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS) R01NS089664 y 1019 R01NS100874.
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