ESTIMULAÇÃO VISUAL ÚNICA PODE SER UM NOVO TRATAMENTO PARA A DOENÇA DE ALZHEIMER.

Usando luzes LED piscando em uma freqüência específica, os pesquisadores do MIT mostraram que elas podem reduzir substancialmente as placas de β-amilóide visto na doença de Alzheimer, no córtex visual de camundongos.

O professor Li-Huei Tsai, diretor do Instituto Picower para Aprendizagem e Memória do MIT, e autor sênior do estudo, que aparece na edição on-line do 7 de dezembro da Nature. Crédito: Bryce Vickmark

A professora Li-Huei Tsai, diretor do Instituto Picower de Aprendizagem e Memória do MIT, é a autora sênior do estudo, que aparece na edição on-line da revista Nature. Crédito: Bryce Vickmark

Este tratamento parece funcionar induzindo ondas cerebrais conhecidas como oscilações-γ (gama), que os pesquisadores descobriram ajudar o cérebro a suprimir a produção de β-amilóide e revigorar as células responsáveis pela destruição das placas.

Pesquisas adicionais serão necessárias para determinar se uma abordagem semelhante poderia ajudar os pacientes de Alzheimer, diz Li-Huei Tsai, professora da Picower de Neurociência, diretora do Instituto MIT Picower de Aprendizagem e Memória e autor sênior do estudo na edição online da revista Nature.

“É um grande ‘se’, porque tantas coisas foram mostradas trabalhando em ratos, e falhando somente em seres humanos”, diz Tsai. “Mas se os seres humanos se comportam de forma semelhante aos ratos em resposta a este tratamento, eu diria que o potencial é enorme, porque é tão não-invasivo, e é tão acessível”.

Tsai e Ed Boyden, professor associado de engenharia biológica, ciências cerebrais e cognitivas no MIT Media Lab e McGovern Institute for Brain Research, que também é autor do artigo na Nature, iniciaram uma empresa chamada Cognito Therapeutics para realizar testes em humanos. Os principais autores do trabalho são a estudante de pós-graduação, Hannah Iaccarino, e a afiliada de pesquisa do Media Lab, Annabelle Singer.

“Este importante anúncio pode indicar um avanço na compreensão e tratamento da doença de Alzheimer, uma aflição terrível que afeta milhões de pessoas e suas famílias ao redor do mundo”, diz Michael Sipser, reitor da MIT School of Science. “Nossos cientistas do MIT abriram a porta para uma direção inteiramente nova de pesquisa sobre esse distúrbio cerebral e os mecanismos que podem causar ou impedir.”

Estimulação da onda cerebral

A doença de Alzheimer, que afeta mais de 5 milhões de pessoas nos Estados Unidos, é caracterizada por placas β-amilóide suspeitas de serem prejudiciais às células cerebrais e interferir com a função cerebral normal. Estudos anteriores sugeriram que os pacientes com Alzheimer também têm oscilações-γ prejudicadas. Acredita-se que essas ondas cerebrais, que variam de 25 a 80 hertz (ciclos por segundo), contribuem para funções cerebrais normais, como atenção, percepção e memória.

Em um estudo com ratos que foram geneticamente programados para desenvolver Alzheimer, mas ainda não mostraram qualquer acumulação de placas β-amilóide ou sintomas comportamentais, Tsai e seus colegas encontraram oscilações-γ prejudicadas durante os padrões de atividade que são essenciais para a aprendizagem e memória durante a execução de um labirinto.

Em seguida, os pesquisadores estimularam as oscilações-γ a 40 hertz em uma região cerebral chamada hipocampo, que é crítica na formação e recuperação da memória. Estes estudos iniciais basearam-se em uma técnica conhecida como optogenética, co-pioneira por Boyden, que permite aos cientistas controlar a atividade de neurônios geneticamente modificados, lançando luz sobre eles. Usando esta abordagem, os pesquisadores estimularam certas células cerebrais conhecidas como interneurônios, que então sincronizam a atividade gama de neurônios excitatórios.

Após uma hora de estimulação a 40 hertz, os pesquisadores encontraram uma redução de 40 a 50% nos níveis de proteínas β-amilóide no hipocampo. Estimulação em outras freqüências, variando de 20 a 80 hertz, não produziu esse declínio.

Tsai e seus colegas começaram então a se perguntar se técnicas menos invasivas poderiam atingir o mesmo efeito. Tsai e Emery Brown, o professor Edward Hood Taplin de Engenharia Médica e Neurociência Computacional, um membro do Instituto Picower, e um autor do artigo, veio com a idéia de usar um estímulo externo – neste caso, a luz – Para conduzir oscilações gama no cérebro. Os pesquisadores construíram um dispositivo simples composto por uma faixa de LEDs que podem ser programados para cintilar em diferentes freqüências.

Usando este dispositivo, os pesquisadores descobriram que uma hora de exposição à luz cintilando a 40 hertz aumentou as oscilações gama e reduziu os níveis de β-amilóide pela metade no córtex visual de camundongos nos estágios muito precoces da doença de Alzheimer. No entanto, as proteínas voltaram aos seus níveis originais dentro de 24 horas.

Os pesquisadores então investigaram se um curso mais longo de tratamento poderia reduzir as placas amilóides em camundongos com uma acumulação mais avançada de placas amilóides. Depois de tratar os ratos durante uma hora por dia durante sete dias, as placas de β-amilóide de flutuação livre foram marcadamente reduzidas. Os pesquisadores agora estão tentando determinar quanto tempo esses efeitos duram.

Além disso, os pesquisadores descobriram que os ritmos gama também reduziu outra característica da doença de Alzheimer: a proteína Tau anormalmente modificada, que pode formar emaranhados no cérebro.

O laboratório de Tsai está agora estudando se a luz pode conduzir oscilações gama em regiões cerebrais além do córtex visual, e dados preliminares sugerem que isso é possível. Eles também estão investigando se a redução das placas amilóides tem algum efeito sobre os sintomas comportamentais nos seus modelos de rato com Alzheimer e se esta técnica pode afectar outras perturbações neurológicas que envolvem prejuízos nas oscilações-γ.

Dois modos de ação

Os pesquisadores também realizaram estudos para tentar descobrir como as oscilações-γ exercem seus efeitos. Eles descobriram que após a estimulação gama, o processo para a geração de β-amilóide é menos ativo. As oscilações gamma também melhoraram a capacidade do cérebro para eliminar proteínas β-amilóide, que normalmente é o trabalho das células imunes conhecidas como microglia.

“Eles pegam materiais tóxicos e detritos celulares, limpam o ambiente e mantêm os neurônios saudáveis”, diz Tsai.

Nos pacientes de Alzheimer, as células de microglia tornam-se muito inflamatórias e secretam substâncias tóxicas que tornam outras células cerebrais mais doentes. No entanto, quando as oscilações-γ foram impulsionadas em ratos, suas microglias sofreram alterações morfológicas e tornaram-se mais ativas na remoção das proteínas β-amilóide.

“A linha de fundo, realça as oscilações-γ no cérebro e pode fazer pelo menos duas coisas para reduzir a carga amilóide. Um é reduzir a produção de β-amilóide de neurônios. E o segundo é melhorar a depuração de amilóides por microglia”, diz Tsai.

Os pesquisadores também seqüenciaram o RNA mensageiro nos cérebros dos ratos tratados e descobriram que centenas de genes estavam sobre ou sub-expressos e agora estão investigando o possível impacto dessas variações na doença de Alzheimer.

Jornal Referência:
Hannah F. Iaccarino, Annabelle C. Singer, Anthony J. Martorell, Andrii Rudenko, Fan Gao, Tyler Z. Gillingham, Hansruedi Mathys, Jinsoo Seo, Oleg Kritskiy, Fatema Abdurrob, Chinnakkaruppan Adaikkan, Rebecca G. Canter, Richard Rueda, Emery N. Brown, Edward S. Boyden, Li-Huei Tsai. Gamma frequency entrainment attenuates amyloid load and modifies microgliaNature, 2016; 540 (7632): 230 DOI: 10.1038/nature20587

Fonte: Science Daily

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