Investigadores del Baylor College of Medicine y el Instituto de Investigación Neurológica Jan and Dan Duncan del Texas Children's Hospital han mejorado nuestra comprensión de cómo ocurre el temblor, el trastorno del movimiento más común, abriendo la posibilidad de nuevas terapias para esta afección.
Trabajando con modelos animales, los investigadores descubrieron que un tipo de célula cerebral en particular, conocida como célula de Purkinje, desencadena temblores cuando su patrón de señalización a otras neuronas cambia de un patrón regular a una señalización en ráfagas. El patrón de señalización alterado volvió a la normalidady el temblor se detuvo cuando los animales fueron tratados con estimulación cerebral profunda dirigida a un grupo de neuronas cerebelosas que se comunican con las células de Purkinje. El estudio aparece en la revista eLife .
"El temblor es un movimiento de agitación rítmico e involuntario en una o más partes del cuerpo. Los tratamientos disponibles no siempre son efectivos y el desarrollo de nuevas terapias para ayudar a las personas con esta afección se ha visto limitado en parte por no saber qué tipos de células son", dijo la primera autora Amanda M. Brown, estudiante de posgrado en el laboratorio del Dr. Roy Sillitoe en Baylor." En este estudio, observamos la actividad cerebral subyacente que está asociada con esta condición en modelos animales y descubrimos que las células de Purkinjeen el cerebelo puede desencadenar y propagar las señales del temblor ".
Existen diferentes categorías de temblores. Algunos pueden ser intermitentes o constantes y ocurrir esporádicamente, o algunos pueden estar asociados con muchos otros trastornos neurológicos, como la enfermedad de Parkinson, la ataxia o la distonía. Aunque el temblor como condición no pone en peligro la vida,puede ser incapacitante o dificultar las tareas diarias esenciales, como comer, beber y caminar.
las células de Purkinje juegan un papel activo en el temblor
Estudios anteriores habían insinuado que tener células de Purkinje defectuosas en el cerebelo, un área del cerebro involucrada en el movimiento, el equilibrio y la coordinación y otras funciones, parecía contribuir a la generación de temblores. Estos hallazgos llevaron a Brown y sus colegas a probar directamente esta posibilidad.
Primero, eliminaron genéticamente la capacidad de las células de Purkinje para comunicarse con otras células en los modelos de ratón, esperando que estos ratones desarrollaran temblores.
"Sorprendentemente, no vimos temblores", dijo Brown. Esto nos dijo que la actividad, en lugar de la pérdida de actividad, de las células de Purkinje era importante para causar temblores. Las células de Purkinje tenían que ser capaces de enviar señales a otras células del cerebro para el temblor.que se produzca."
Pero, ¿qué tipo de señal provocaría un temblor?
Para responder a esta pregunta, Brown y sus colegas colocaron electrodos en el cerebro de ratones y registraron la actividad de las células de Purkinje durante el temblor y en estado normal.
"Encontramos que en un estado normal, las señales que las células de Purkinje envían a otras células del cerebro siguen un patrón regular de actividad, pero durante el temblor, las señales vienen en ráfagas", dijo Brown.
Otros experimentos demostraron que fue esta actividad similar a una explosión la que desencadenó el temblor. Los experimentos utilizaron una técnica llamada optogenética, que permite a los científicos controlar la actividad cerebral con luz. Brown y sus colegas diseñaron su método optogenético para hacer que las células de Purkinje emitan señales en explosiones a propósito.Cuando los investigadores desencadenaron una actividad similar a una explosión, los animales tuvieron un temblor.
"Al variar la frecuencia de la señal producida por las células de Purkinje, pudimos variar la frecuencia del temblor", dijo Brown. "Esto sugiere que el cerebelo puede estar involucrado en muchos tipos diferentes de trastornos del temblor".
Detener el temblor con estimulación cerebral profunda
Actualmente, para las personas que tienen temblores que no responden al tratamiento farmacológico, generalmente se recomienda la estimulación cerebral profunda y, por lo general, se dirige a una región del cerebro llamada tálamo, que recibe información del cerebelo, entre otros lugares. Este tratamiento generalmente es útil, Explicó Brown, pero con el tiempo puede volverse menos efectivo. Los investigadores esperaban identificar una nueva ubicación de destino para el tratamiento que podría agregar beneficios y potencialmente durar más.
Los investigadores establecieron un sistema experimental que les permitió comenzar la estimulación cerebral profunda solo cuando un ratón tenía un temblor. Los resultados fueron emocionantes y alentadores. Demostraron que la estimulación cerebral profunda del cerebelo puede reducir con éxito la gravedad del temblor a niveles normales.
"Fue muy emocionante ver que la estimulación cerebral profunda cerebelosa puede detener los temblores más severos en ratones", dijo Sillitoe, autor correspondiente y profesor asociado de patología e inmunología y de neurociencia en Baylor y Texas Children's. Sillitoe también es el co-director del Programa de Posgrado en Desarrollo, Modelos de Enfermedades y Terapéutica en Baylor. "Aunque estos hallazgos son prometedores, todavía hay mucho trabajo por hacer antes de que podamos llevar este enfoque a la clínica".
Otros contribuyentes a este trabajo incluyen a Joshua J. White, Meike E. van der Heijden, Joy Zhou y Tao Lin.
Este trabajo fue apoyado por Baylor College of Medicine, Texas Children's Hospital, el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares subvenciones F31NS101891, F31NS092264, R01NS089664 y R01NS100874, el Instituto Nacional Eunice Kennedy Shriver de Salud Infantil y Desarrollo Humano U54HD083092y un premio BCM IDDRC Project Development Award. La Hamill Foundation, el Mrs. Clifford Elder White Graham Endowed Research Fund y la Bachmann-Strauss Dystonia and Parkinson Foundation, Inc. proporcionaron más apoyo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Medicina de Baylor . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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