Estimulación cerebral profunda para tratar el Parkinson

Una reciente mejora de esta técnica empleada para aliviar los síntomas del Parkinson en ratones, ofrece efectos terapéuticos que duran en promedio 4,5 veces más, lo que potencialmente podría mejorar en gran medida la calidad de vida de los pacientes

La ECP emplea pulsos de estimulación eléctrica para modular respuestas neuronales

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Foto: Rachel Keady Keeney

La enfermedad de Parkinson, un trastorno neurológico progresivo caracterizado por temblores y lentitud de movimiento, así como otros síntomas no motores entre los que se incluyen el deterioro cognitivo y la depresión, está causada por la degeneración progresiva de las neuronas dopaminérgicas.

Las neuronas dopaminérgicas son las células nerviosas del cerebro que producen dopamina y que participan de importantes procesos biológicos como el movimiento, la motivación o la función intelectual. Así, la muerte de este tipo de neuronas causa una deficiencia de este neurotransmisor en los circuitos de los ganglios basales, una región del cerebro que es importante para el control del movimiento.

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Hasta ahora, el principal tratamiento para los síntomas de la enfermedad de Parkinson consiste en la terapia de reemplazo de dopamina; sin embargo, esta terapia se vuelve ineficaz con el tiempo y los pacientes acaban inevitablemente desarrollando complicaciones motoras. En este sentido, el estándar de oro terapéutico para la enfermedad de Parkinson es el tratamiento con levodopa, un precursor de la dopamina. Sin embargo, dicho tratamiento tiene el inconveniente de presentar algunos efectos secundarios como la aparición de movimientos involuntarios -discinesias- particularmente después de varios años de tratamiento.

Los agonistas del receptor de dopamina -sustancias sustitutas de la dopamina y que desempeñan la misma función- representan otra opción alternativa al inicio de la enfermedad porque ofrecen efectos paliativos con un riesgo menor de desarrollar discinesias molestas. Sin embargo, el uso de agonistas del receptor de dopamina no está exento de complicaciones motoras, y estos compuestos a menudo causan efectos secundarios no motores graves, como trastornos psiquiátricos y disfunción autónoma.

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Otras prometedoras investigaciones en desarrollo basadas en células madre también podrían derivar en un futuro en terapias efectivas contra la enfermedad, sin embargo, hasta el momento, los tratamientos con levodopa o agonistas de la dopamina, son las mejores alternativas para enfrentar el Parkinson, pese a sus efectos secundarios.

El papel de la estimulación cerebral profunda

En esta etapa en la que empiezan a manifestarse los principales efectos secundarios de los tratamientos convencionales contra la enfermedad de Parkinson es cuando entra en juego la llamada estimulación cerebral profunda -ECP- por su capacidad para aliviar los trastornos motores de la enfermedad. Se trata de un tratamiento quirúrgico que consiste en implantar un dispositivo médico que envía impulsos eléctricos a puntos específicos del cerebro para recuperar su actividad normal.

La ECP se aplicó con éxito por primera vez para reducir el temblor en pacientes con la enfermedad de Parkinson en 1989 y desde entonces no ha dejado de desarrollarse. Esta se presenta como una opción viable para rescatar la función motora de los pacientes, e incluso cuenta con la ventaja adicional de reducir el requerimiento diario de levodopa o de los agonistas de la dopamina. Sin embargo, desafortunadamente, la estimulación cerebral profunda también tiene fuertes efectos secundarios y solo se ha demostrado efectiva mientras se mantiene la estimulación.

El nuevo método de estimulación cerebral profunda ofreció efectos terapéuticos que duraron en promedio 4,5 veces más que los obtenidos mediante la ténica convencional

Ahora, no obstante, guiados por la optogenética - una disciplina que combina métodos ópticos (luz procedente de un láser o un LED) y el aprendizaje automático, un equipo de investigadores de la Universidad Carnegie Mellon dirigidos por Terésa A. Spix, ha desarrollado un método de estimulación cerebral profunda que se centra en circuitos neuronales específicos y produce efectos más duraderos en un modelo de ratón de la enfermedad de Parkinson. Los resultados de la investigación se detallan en un artículo que bajo el título Population-Specific Neuromodulation Prolongs Therapeutic Benefits of Deep Brain Stimulation se publica esta semana en la revista Science.

Con más pruebas, estos resultados podrían ayudar a mejorar el tratamiento con ECP del Parkinson, especialmente porque su método puede administrarse a través de implantes de uso común y con frecuencias de estímulo aprobadas por la Administración de Alimentos y Medicamentos del Gobierno de los Estados Unidos (FDA).

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En la actualidad, la estimulación cerebral profunda se emplea en ocasiones para tratar los síntomas de la enfermedad de Parkinson, pero ha quedado ampliamente demostrado que sus efectos disminuyen rápidamente una vez cesa la estimulación. Hasta ahora la ECP también se ha venido aplicando en regiones más amplias del cerebro de lo que podría ser necesario durante el tratamiento, ya que hasta el momento había sido difícil identificar y concentrarse en los circuitos neuronales específicos afectados por la enfermedad.

Estos problemas ahora han sido abordados por el equipo de Spix, quienes demostraron que mediante la identificaron optogenética las subpoblaciones de neuronas diana del tratamiento, podían proporcionar efectos terapéuticos más duraderos en aquellos ratones afectados por la enfermedad. Luego utilizaron un método de aprendizaje automático para determinar el tipo óptimo de estimulación eléctrica para estos circuitos neuronales. El método resultante, consistente en breves "ráfagas" de ECP en el cerebro de los ratones, ofreció efectos terapéuticos que duraron en promedio 4,5 veces más que los obtenidos mediante la técnica convencional, lo que proporciona grandes esperanzas para los pacientes de una enfermedad que afecta a unos 10 millones de personas en todo el mundo.

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