Un mecanismo recientemente descubierto puede contribuir a los efectos terapéuticos de la estimulación cerebral profunda

La estimulación cerebral profunda (DBS) es un procedimiento quirúrgico que envía impulsos eléctricos de alta frecuencia a áreas específicas del cerebro a través de electrodos implantados quirúrgicamente. Aunque requiere un procedimiento quirúrgico invasivo, la ECP puede aliviar los síntomas de una variedad de trastornos psiquiátricos y neurológicos, incluida la enfermedad de Parkinson, la epilepsia, el síndrome de Tourette y el trastorno obsesivo-compulsivo (TOC) grave.

Debido a su naturaleza invasiva, este procedimiento suele reservarse para pacientes que no responden bien a técnicas de tratamiento menos invasivas. Aunque su potencial terapéutico está bien documentado, los mecanismos neurobiológicos mediante los cuales alivia los síntomas neuropsiquiátricos no se conocen bien.

Investigadores de los Institutos Nacionales de Salud en Durham, Carolina del Norte, EE. UU., realizaron recientemente un estudio en ratones con el objetivo de determinar cómo la estimulación cerebral profunda afecta al cerebro y arrojar luz sobre los mecanismos por los cuales afecta al cerebro. valor terapéutico.

su búsqueda, publicado en La naturaleza es neurociencia.Recomendaciones que son selectivas barrera Este enfoque invasivo de las neuronas en una región específica del cerebro media los efectos terapéuticos, además de ofrecer una técnica alternativa menos invasiva que puede producir resultados similares.

“Demostramos que la estimulación cerebral profunda de alta frecuencia del núcleo subtalámico (STN), un objetivo común en la enfermedad de Parkinson (EP), activa los axones aferentes al tiempo que inhibe las neuronas del STN”, escribieron Jicheng Li, Xingheng Zhu y sus colegas en su artículo. “Estos efectos presinápticos y postsinápticos contrastantes surgen de un mayor agotamiento de glutamato que de GABA, junto con una liberación local reducida de neurotransmisores, lo que desplaza el equilibrio excitación/inhibición hacia la inhibición”.

Como parte de su estudio, los investigadores utilizaron DBS para enviar pulsos eléctricos de alta frecuencia al STN, específicamente en ratones que presentaban síntomas similares a los de la enfermedad de Parkinson. El STN es una pequeña estructura cerebral conocida por controlar el movimiento, que comúnmente se estimula eléctricamente en pacientes con enfermedad de Parkinson resistente a los medicamentos.

Los investigadores observaron cómo la estimulación afectaba tanto a las fibras nerviosas entrantes (es decir, axones aferentes) como a las neuronas dentro de la región cerebral STN. También midieron cambios en la liberación de neurotransmisores específicos como el glutamato y el GABA.

Curiosamente, descubrieron que la estimulación cerebral profunda activaba los axones aferentes e inhibía las neuronas STN, al tiempo que reducía significativamente la liberación de glutamato. En particular, se demostró que la función motora de los ratones mejoraba con una reducción sustancial del comportamiento similar a la enfermedad de Parkinson.

Inspirados por estos resultados, los investigadores intentaron replicar los efectos de DBN en las neuronas STN utilizando técnicas quimiogenéticas no invasivas. Descubrieron que la inhibición quimiogenética de las neuronas STN producía resultados muy similares, mientras que la activación de las neuronas STN no.

“La inhibición quimiogenética de las neuronas STN, pero no la excitación, imita los efectos terapéuticos de la estimulación cerebral profunda en ratas con EP lesionadas por 6-OHDA”, escribieron los autores.

“El bloqueo quimiogenético bilateral agudo y crónico del STN restaura la función motora en un modelo de ratón con EP progresiva. Estos resultados sugieren que el bloqueo del STN, causado por la depresión diferencial de las sinapsis glutamatérgicas y GABAérgicas, es un mecanismo clave de la ECP terapéutica. Las neuronas postsinápticas pueden ofrecer una alternativa menos invasiva y más rentable a la ECP eléctrica para la EP y otras enfermedades neurológicas”.

En el futuro, el mecanismo descubierto por este equipo de investigación podría investigarse más a fondo en estudios con ratones, primates y, eventualmente, incluso humanos. Con el tiempo, esto podría allanar el camino para el desarrollo de tratamientos menos invasivos pero igualmente efectivos para la enfermedad de Parkinson, la epilepsia resistente a los medicamentos y otros trastornos comúnmente tratados con ECP.

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