Notícia

Cientistas identificam neurônios que restauram a marcha após paralisia

Divulgação, EPFL

Fonte

EPFL | Escola Politécnica Federal de Lausanne

Data

quarta-feira, 16 novembro 2022 06:15

Áreas

Bioeletrônica. Bioengenharia. Biologia. Biomecânica. Engenharia Biológica. Engenharia Biomédica. Medicina. Neurociências. Ortopedia. Reabilitação.

Na Suíça, pacientes que ficaram paralisados por uma lesão na medula espinhal e que foram submetidos à estimulação elétrica epidural direcionada da área que controla o movimento da perna foram capazes de recuperar algumas funções motoras. Os resultados foram alcançados em um programa de pesquisa plurianual coordenado pelos dois diretores do Centro de Pesquisa .NeuroRestore – Dr. Grégoire Courtine, professor de Neurociência da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), e a Dra. Jocelyne Bloch, neurocirurgiã do Hospital Universitário de Lausanne (CHUV), ambos na Suíça.

No novo estudo, publicado na revista científica Nature, não apenas a eficácia dessa terapia foi demonstrada em nove pacientes, mas também a função motora melhorada foi duradoura em pacientes após a conclusão do processo de neurorreabilitação e quando a estimulação elétrica foi desligada. Isso sugeriu que as fibras nervosas usadas para caminhar haviam se reorganizado. Os cientistas acreditam que foi crucial entender exatamente como essa reorganização neuronal ocorre para desenvolver tratamentos mais eficazes e melhorar a vida do maior número possível de pacientes.

Neurônios Vsx2 se reorganizam para restaurar a marcha

Para chegar a esse entendimento, a equipe de pesquisa primeiro estudou os mecanismos subjacentes em camundongos. Isso revelou uma propriedade surpreendente em uma família de neurônios que expressam o gene Vsx2: embora esses neurônios não sejam necessários para andar em camundongos saudáveis, eles foram essenciais para a recuperação da função motora após uma lesão na medula espinhal.

Esta descoberta foi o culminar de várias fases de pesquisa fundamental. Pela primeira vez, os cientistas conseguiram visualizar a atividade da medula espinhal de um paciente enquanto caminhava. Isso levou a uma descoberta inesperada: durante o processo de estimulação da medula espinhal, a atividade neuronal realmente diminuiu durante a caminhada. Os cientistas levantaram a hipótese de que isso ocorreu porque a atividade neuronal foi direcionada seletivamente para a recuperação da função motora.

Para testar sua hipótese, a equipe de pesquisa desenvolveu tecnologia molecular avançada. “Estabelecemos a primeira cartografia molecular 3D da medula espinhal. Nosso modelo nos permite observar o processo de recuperação com granularidade aprimorada – no nível do neurônio”, explicou o Dr. Grégoire Courtine. Graças ao modelo altamente preciso, os cientistas descobriram que a estimulação da medula espinhal ativa os neurônios Vsx2 e que esses neurônios se tornam cada vez mais importantes à medida que o processo de reorganização acontece.

Assista ao vídeo de apresentação da pesquisa (em inglês):

Um implante vertebral versátil

A Dra. Stéphanie Lacour, também professora da EPFL, ajudou a equipe de pesquisa a validar suas descobertas com os implantes epidurais desenvolvidos em seu laboratório. A Dra. Lacour adaptou os implantes adicionando diodos emissores de luz que permitiram ao sistema não apenas estimular a medula espinhal, mas também desativar os neurônios Vsx2 sozinhos por meio de um processo optogenético. Quando o sistema foi usado em camundongos com lesão na medula espinhal, os animais pararam de andar imediatamente como resultado dos neurônios desativados – mas não houve efeito em animais saudáveis. Isso implica que os neurônios Vsx2 são necessários e suficientes para que as terapias de estimulação da medula espinhal sejam eficazes e levem à reorganização neural.

“É essencial que os neurocientistas consigam entender o papel específico que cada subpopulação neuronal desempenha em uma atividade complexa como a caminhada”, disse a Dra. Jocelyne Bloch. “Nosso novo estudo, no qual nove pacientes de ensaios clínicos conseguiram recuperar algum grau de função motora graças aos nossos implantes, isso está nos dando informações valiosas sobre o processo de reorganização dos neurônios da medula espinhal”.

O Dr. Jordan Squair, que se concentra em terapias regenerativas dentro do Centro .Neurorestore, acrescentou: “Isso abre caminho para tratamentos mais direcionados para pacientes paralisados. Agora podemos tentar manipular esses neurônios para regenerar a medula espinhal”.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Escola Politécnica Federal de Lausanne (em inglês).

Fonte: Emmanuel Barraud, EPFL. Imagem: Divulgação, EPFL.

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