Epilepsia, e os ataques que a acompanham, podem ter uma origem genética ou podem ocorrer após uma lesão cerebral ou acidente vascular cerebral. Qualquer que seja a causa, as convulsões afectam 50 milhões de pessoas em todo o mundo, e uns alarmantes 15 milhões destes indivíduos carecem de tratamento eficaz para a sua condição. Além disso, muitas terapias disponíveis têm efeitos colaterais debilitantes que impedem os pacientes de levar uma vida normal.

Usar a Luz para Silenciar uma Ataque

Jeanne Paz, PhD, uma investigadora assistente do Gladstone Institutes, está tentando mudar esta difícil realidade. Em um estudo pioneiro publicado no Nature Neuroscience, Dr. Paz usou uma poderosa ferramenta de pesquisa chamada optogenética para parar uma convulsão assim que ela começa, abrindo a porta para terapias alternativas.

Com a optogenética, os cientistas podem ligar ou desligar células especialmente modificadas no cérebro apenas brilhando uma luz na região. Enquanto esta técnica está atualmente disponível apenas em modelos animais, ela fornece uma importante janela para o cérebro geralmente revelando os papéis que as diferentes células desempenham e identificando novos alvos potenciais para tratamentos medicamentosos em humanos.

No estudo da epilepsia, o Dr. Paz usou a optogenética em um modelo de rato para silenciar as células hiperativas do cérebro que causam convulsões, encurtando os ataques. Para isso, ela usou um eletroencefalograma (EEG) para detectar uma convulsão assim que ela começou. O EEG então acionou uma luz para ligar o cérebro do rato, bloqueando imediatamente a atividade anormal das células.

“Esta foi a primeira demonstração de que podíamos parar uma convulsão em tempo real”, diz a Dra. Paz. “Ao interromper uma convulsão no momento de seu início, podemos evitar que ela se desenvolva e se espalhe para outras partes do cérebro”

Pontos de Asfixia no Cérebro

Dr. Paz usou outra abordagem única em seu estudo. Ao invés de focar na parte do córtex onde a convulsão começou, ela tratou as células abaixo em uma área chamada tálamo. O tálamo atua como uma espécie de estação de revezamento no cérebro, recebendo a entrada do córtex e projetando sinais de volta para diferentes regiões. A Dra. Paz pensa que o tálamo pode servir como um “ponto de estrangulamento” para as convulsões corticais, e o seu alvo pode parar a atividade cerebral anormal antes que ela se espalhe mais.

“O início de uma convulsão é incrivelmente rápido e quase impossível de ser capturado”, explica a Dra. Paz. “Mas a partir daí, ele envolve uma rede em larga escala, e muitas áreas diferentes do cérebro se envolvem”. Assim, em vez de nos concentrarmos na origem da convulsão, que podemos não identificar a tempo, propomos ir atrás de um ponto estratégico na rede – um ponto de estrangulamento que pode cortar a atividade anormal”

Currentemente, o Dr. Paz está testando este método em epilepsia cortical que resulta de uma lesão cerebral traumática ou acidente vascular encefálico. Entretanto, ela espera que a teoria do ponto de estrangulamento também seja benéfica em epilepsia que se origina em diferentes áreas do cérebro, como a epilepsia do lobo temporal, que é mais provável que tenha uma causa genética. O próximo passo é encontrar pontos de estrangulamento para outros tipos de distúrbios convulsivos e ver se eles têm o mesmo efeito poderoso.

Embora possa parecer contra-intuitivo tratar uma parte saudável do cérebro, a Dra. Paz diz que com a optogenética o cérebro só é afetado quando uma convulsão está acontecendo. Isto reduz quaisquer efeitos secundários possíveis do tratamento. Em contraste, os medicamentos para convulsões têm um impacto crónico e global na função cerebral, afectando quase todas as áreas do cérebro durante todo o tempo. Isto pode resultar em efeitos colaterais desagradáveis, como letargia, tonturas e dificuldade de concentração.

“A beleza da optogenética é que não há impacto negativo na atividade cerebral normal”, diz a Dra. Paz. “Em nosso modelo de mouse, a terapia não afetou de forma alguma comportamentos como comer, dormir ou se movimentar”

Translating Basic Research into Treatments

Embora a optogenética ainda não seja possível em humanos, o Dr. Paz acredita que podemos ser capazes de usar terapias similares como a estimulação cerebral profunda para atingir uma área específica em tempo real para parar uma convulsão. Além disso, os insights obtidos com essa pesquisa também podem ajudar os cientistas a desenvolver novas drogas mais seletivas para uma região ou tipo de célula cerebral em particular.

“Estudos usando optogenética têm a capacidade de causar um enorme impacto na pesquisa translacional”, diz ela. “Melhores tratamentos de epilepsia melhorarão a qualidade de vida de milhões de pessoas”.