Notícias / Saúde
19/03/19 às 08:10
Método simples: cientistas 'limpam' placas de Alzheimer do cérebro de ratos usando apenas luz e som
Foto: Divulgação
Um novo estudo do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT, nos EUA) sugere que expor pacientes a luz intermitente e sons pulsantes, ambos sintonizados em uma frequência de 40 hertz, pode reverter os principais sinais do Alzheimer no cérebro.
Em experimentos feitos com ratos, aglomerados de proteínas prejudiciais que interferem nas funções cerebrais foram parcialmente eliminados usando apenas luz e som. Isso, por sua vez, melhorou a função cognitiva nos animais.
A técnica ainda não foi clinicamente testada em humanos, por isso é muito cedo para dizer se funcionaria. Além disso, os ratos foram geneticamente modificados para exibirem sintomas parecidos com a condição em humanos.
Mas, se replicados, esses resultados iniciais indicam uma maneira barata e simples de tratar essa forma tão comum de demência.
Primeiros passos
Em 2015, a neurocientista Li-Huei Tsai, diretora do Instituto Picower de Aprendizagem e Memória do MIT, trabalhou em um experimento para manipular a atividade do cérebro piscando uma luz branca no rosto de ratos.
Como luzes estroboscópicas, nossos cérebros também piscam. Ondas cerebrais são geradas quando grandes grupos de neurônios oscilam entre si. Os neurônios codificam nossos pensamentos, ações e sentidos nessa vibração elétrica rítmica.
Então, quando Tsai sintonizou sua luz para piscar 40 vezes por segundo, ou 40 hertz, os cérebros dos ratos geraram ondas gama a 40 hertz correspondentes.
Tais ondas gama são mais ativas quando estamos prestando muita atenção, buscando nossas memórias para entender o que está acontecendo. Em indivíduos com Alzheimer, elas podem ser “bloqueadas” e ter um papel fundamental na patologia.
Quando Tsai dissecou os cérebros dos camundongos depois, a quantidade de placas amiloides e emaranhados de tau nos animais haviam despencado. “A estimulação da luz intermitente desencadeou uma tremenda resposta na microglia. Estas são as células do sistema imunológico do cérebro que limpam os restos celulares e os resíduos tóxicos, incluindo a amiloide. Elas são prejudicadas na doença de Alzheimer, mas [a luz] parece restaurar suas habilidades”, explica.
Luz + som
Esse processo de eliminação só aconteceu no córtex visual, onde o cérebro processa informações leves.
Para conseguir que esses efeitos penetrassem mais fundo no cérebro, Tsai resolveu adicionar um som de clique com uma frequência igual de 40 hertz, um som apenas alto o suficiente para humanos o ouvirem.
Estudos prévios haviam mostrado que explosões de ultrassom permitem que poderosos tratamentos passem pelos vasos sanguíneos até para o cérebro, além de encorajar a microglia a acelerar seu ritmo de trabalho. O ruído de 40 Hertz é muito menor, mas mostrou-se bastante eficaz.
Quando ratos receberam o tratamento de uma hora com luz e som por sete dias seguidos, placas amiloides e emaranhados de tau começaram a cair não apenas nos córtices auditivos e visuais, mas também no córtex pré-frontal e no hipocampo.
“Este foi um dos grandes saltos do novo estudo. Esses são os centros de aprendizado e memória do cérebro. E houve uma redução de 40% ou 50% nos níveis de amiloide e tau. É um feito absolutamente impressionante”, afirmou Shannon Macauley, neurocientista da Universidade Wake Forest (EUA).
Resultados
Os efeitos não foram apenas evidentes na química cerebral dos ratos. Os expostos ao tratamento tiveram melhor desempenho em uma série de tarefas cognitivas, também.
Em uma delas, os ratos receberam um objeto familiar e um desconhecido. Os que não receberam o tratamento agiram como se nunca tivessem visto o objeto familiar. Já os tratados passaram muito menos tempo (cerca de dois terços) que os não tratados examinando o objeto familiar. “Esta é a primeira vez que vemos que uma estimulação não invasiva pode melhorar a função cognitiva”, concluiu Tsai.
De acordo com Jorge Palop, neurologista da Universidade da Califórnia em San Francisco (EUA) que não esteve envolvido no estudo, uma possível explicação para isso é que os cérebros com Alzheimer têm neurônios irregulares, muitas vezes hiperativos.
Ao fornecer aos cérebros uma batida constante e regular, a luz e o som repetidos podem funcionar como uma espécie de metrônomo para a atividade cerebral. “Seria como ‘redefinir’ o cérebro dos ratos todos os dias e corrigir algumas dessas atividades anormais que eles têm”, disse.
Próximos passos
Descobrir novos mecanismos para eliminar resíduos e sincronizar a atividade cerebral é um enorme passo para o desenvolvimento de tratamentos para todos os tipos de distúrbios neurológicos, mas traduzir as descobertas para o cérebro humano exigirá mais trabalho, especialmente quando há potenciais contrastes em como as ondas gama aparecem nos ratos e nas pessoas com Alzheimer.
A boa notícia é que os primeiros testes de segurança mostraram que o processo não parece ter efeitos colaterais claros.
Tsai já está trabalhando com humanos na Cognito Therapeutics, uma start-up que ela fundou com seu colega Ed Boyden. Por enquanto, a luz e o som parecem aumentar as ondas gama em participantes saudáveis, sem efeitos colaterais negativos. “Mas para ver um efeito [terapêutico] em humanos, teremos que esperar muito tempo. Se essa abordagem tiver impacto, o experimento poderá levar cinco anos para ter uma resposta conclusiva”, esclareceu.
Um artigo sobre a pesquisa foi publicado na revista científica Cell. [ScientificAmerican, ScienceAlert]
Em experimentos feitos com ratos, aglomerados de proteínas prejudiciais que interferem nas funções cerebrais foram parcialmente eliminados usando apenas luz e som. Isso, por sua vez, melhorou a função cognitiva nos animais.
A técnica ainda não foi clinicamente testada em humanos, por isso é muito cedo para dizer se funcionaria. Além disso, os ratos foram geneticamente modificados para exibirem sintomas parecidos com a condição em humanos.
Mas, se replicados, esses resultados iniciais indicam uma maneira barata e simples de tratar essa forma tão comum de demência.
Primeiros passos
Em 2015, a neurocientista Li-Huei Tsai, diretora do Instituto Picower de Aprendizagem e Memória do MIT, trabalhou em um experimento para manipular a atividade do cérebro piscando uma luz branca no rosto de ratos.
Como luzes estroboscópicas, nossos cérebros também piscam. Ondas cerebrais são geradas quando grandes grupos de neurônios oscilam entre si. Os neurônios codificam nossos pensamentos, ações e sentidos nessa vibração elétrica rítmica.
Então, quando Tsai sintonizou sua luz para piscar 40 vezes por segundo, ou 40 hertz, os cérebros dos ratos geraram ondas gama a 40 hertz correspondentes.
Tais ondas gama são mais ativas quando estamos prestando muita atenção, buscando nossas memórias para entender o que está acontecendo. Em indivíduos com Alzheimer, elas podem ser “bloqueadas” e ter um papel fundamental na patologia.
Quando Tsai dissecou os cérebros dos camundongos depois, a quantidade de placas amiloides e emaranhados de tau nos animais haviam despencado. “A estimulação da luz intermitente desencadeou uma tremenda resposta na microglia. Estas são as células do sistema imunológico do cérebro que limpam os restos celulares e os resíduos tóxicos, incluindo a amiloide. Elas são prejudicadas na doença de Alzheimer, mas [a luz] parece restaurar suas habilidades”, explica.
Luz + som
Esse processo de eliminação só aconteceu no córtex visual, onde o cérebro processa informações leves.
Para conseguir que esses efeitos penetrassem mais fundo no cérebro, Tsai resolveu adicionar um som de clique com uma frequência igual de 40 hertz, um som apenas alto o suficiente para humanos o ouvirem.
Estudos prévios haviam mostrado que explosões de ultrassom permitem que poderosos tratamentos passem pelos vasos sanguíneos até para o cérebro, além de encorajar a microglia a acelerar seu ritmo de trabalho. O ruído de 40 Hertz é muito menor, mas mostrou-se bastante eficaz.
Quando ratos receberam o tratamento de uma hora com luz e som por sete dias seguidos, placas amiloides e emaranhados de tau começaram a cair não apenas nos córtices auditivos e visuais, mas também no córtex pré-frontal e no hipocampo.
“Este foi um dos grandes saltos do novo estudo. Esses são os centros de aprendizado e memória do cérebro. E houve uma redução de 40% ou 50% nos níveis de amiloide e tau. É um feito absolutamente impressionante”, afirmou Shannon Macauley, neurocientista da Universidade Wake Forest (EUA).
Resultados
Os efeitos não foram apenas evidentes na química cerebral dos ratos. Os expostos ao tratamento tiveram melhor desempenho em uma série de tarefas cognitivas, também.
Em uma delas, os ratos receberam um objeto familiar e um desconhecido. Os que não receberam o tratamento agiram como se nunca tivessem visto o objeto familiar. Já os tratados passaram muito menos tempo (cerca de dois terços) que os não tratados examinando o objeto familiar. “Esta é a primeira vez que vemos que uma estimulação não invasiva pode melhorar a função cognitiva”, concluiu Tsai.
De acordo com Jorge Palop, neurologista da Universidade da Califórnia em San Francisco (EUA) que não esteve envolvido no estudo, uma possível explicação para isso é que os cérebros com Alzheimer têm neurônios irregulares, muitas vezes hiperativos.
Ao fornecer aos cérebros uma batida constante e regular, a luz e o som repetidos podem funcionar como uma espécie de metrônomo para a atividade cerebral. “Seria como ‘redefinir’ o cérebro dos ratos todos os dias e corrigir algumas dessas atividades anormais que eles têm”, disse.
Próximos passos
Descobrir novos mecanismos para eliminar resíduos e sincronizar a atividade cerebral é um enorme passo para o desenvolvimento de tratamentos para todos os tipos de distúrbios neurológicos, mas traduzir as descobertas para o cérebro humano exigirá mais trabalho, especialmente quando há potenciais contrastes em como as ondas gama aparecem nos ratos e nas pessoas com Alzheimer.
A boa notícia é que os primeiros testes de segurança mostraram que o processo não parece ter efeitos colaterais claros.
Tsai já está trabalhando com humanos na Cognito Therapeutics, uma start-up que ela fundou com seu colega Ed Boyden. Por enquanto, a luz e o som parecem aumentar as ondas gama em participantes saudáveis, sem efeitos colaterais negativos. “Mas para ver um efeito [terapêutico] em humanos, teremos que esperar muito tempo. Se essa abordagem tiver impacto, o experimento poderá levar cinco anos para ter uma resposta conclusiva”, esclareceu.
Um artigo sobre a pesquisa foi publicado na revista científica Cell. [ScientificAmerican, ScienceAlert]
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