Terapia de luz para distúrbios cerebrais

O cérebro humano compreende aproximadamente bilhões de pequenas células que utilizam impulsos elétricos e sinais químicos para se comunicarem umas com as outras e com outras partes do corpo humano. São conhecidos como neurônios. Quando os neurônios param de funcionar adequadamente, podem causar vários distúrbios cerebrais, como doença de Alzheimer, epilepsia e até depressão. 

Os pesquisadores desenvolveram diversos métodos de tratamento e técnicas de estimulação cerebral que lhes permitem controlar a atividade neural para melhor compreender e regular este tipo de problemas de saúde. Em métodos convencionais de tratamento e técnicas de estimulação cerebral profunda, os neuroestimuladores elétricos, também conhecidos como marcapassos cerebrais, são implantados cirurgicamente no cérebro. 

Os pesquisadores também desenvolveram abordagens de tratamento não invasivas para estimular as células encontradas nas profundezas do cérebro. Enquanto vários pesquisadores utilizam pulsos magnéticos ou ondas sonoras para estimular os neurônios, os pesquisadores em optogenética utilizam terapia de luz. Shuo Chen, Ph.D., vencedor do Prêmio PINS de Neuromodulação e Ciência, foi reconhecido por seu trabalho nesta área. 

O Dr. Chen demonstrou que a luz infravermelha próxima, quando utilizada com certas nanopartículas, permitia a estimulação de neurônios nas profundezas do cérebro, afirmou o Dr. Karl Deisseroth, professor de bioengenharia, psiquiatria e ciências comportamentais da Universidade de Stanford. Mais estudos de pesquisa são necessários para tornar esse processo útil, disse ele, mas o Dr. Chen deu um passo importante.

Desenvolvimento de neurônios sensíveis à luz

O Dr. Karl Deisseroth, um dos principais pioneiros da optogenética, desenvolveu um método ou técnica de tratamento em que as células cerebrais ou neurônios são geneticamente modificados para responder à fototerapia. Por meio desse método ou técnica de estimulação cerebral, os pesquisadores transmitem fragmentos de códigos genéticos de algas e outros micróbios para as células cerebrais de camundongos e outros animais. Esse código genético faz com que os neurônios produzam proteínas responsivas à luz conhecidas como opsinas. 

Quando os neurônios produtores de opsina são expostos a comprimentos de onda específicos da luz do espectro visível, essas células cerebrais são ativadas ou desativadas. Ao ativar ou suprimir os neurônios, os pesquisadores podem aprender mais sobre o papel fundamental dos neurônios na função cerebral e nos distúrbios cerebrais. O Dr. Karl Deisseroth também demonstrou os efeitos do desenvolvimento de neurônios sensíveis à luz.

Ao desenvolver células cerebrais sensíveis à luz, o papel causal da atividade celular pode ser determinado no tecido e no comportamento de interesse de qualquer espécie, variando da memória ao humor, afirmou o Dr. Deisseroth. Além disso, a optogenética traz a capacidade incomparável de falar a linguagem natural do cérebro em relação à especificidade e velocidade do tipo de célula, acrescentou. 

Desenvolvimento de abordagens de tratamento não invasivas

Os neurônios produtores de opsina, no entanto, respondem à luz do espectro visível, que não consegue penetrar no tecido cerebral. Portanto, a estimulação optogenética exigia a inserção de fontes de luz de fibra óptica dentro do cérebro para estimular os neurônios. O Dr. Deisseroth e sua colega Polina Anikeeva, Ph.D., desenvolveram a utilização de luz infravermelha próxima (NIR), um tipo não invasivo de terapia de luz. 

A luz NIR pode, em última análise, penetrar no crânio e no tecido cerebral sem inserir fontes de luz internas dentro do cérebro. No entanto, a luz NIR também não desencadeia uma resposta dos neurônios produtores de opsina. Para promover as habilidades de penetração no tecido da terapia de luz NIR, o Dr. Karl Deisseroth e o Dr. Anikeeva desenvolveram uma abordagem de tratamento conhecida como upconversion NIR, que reveste neurônios produtores de opsina em nanopartículas para converter luz NIR em luz de espectro visível.

O Dr. Shuo Chen utilizou este método e técnica de tratamento, demonstrando pela primeira vez que a optogenética de upconversion NIR pode ser utilizada para controlar neurônios nas profundezas do cérebro de camundongos. Além disso, os estudos de pesquisa do Dr. Chen utilizaram esse método e técnica para estimular a liberação de dopamina em uma região do cérebro que se acredita desempenhar um papel na depressão. 

Superar o desafio da profundidade de penetração óptica será a chave fundamental para realizar a optogenética remota não invasiva com alto potencial de tradução clínica, escreveu o Dr. Chen em seu ensaio premiado sobre o assunto. Nosso estudo de pesquisa utilizou uma abordagem assistida por nanomateriais que muda as ferramentas optogenéticas existentes para a região do infravermelho próximo.

Estimulação cerebral para o cérebro humano

Embora os pesquisadores continuem pesquisando optogenética em ratos e outros animais, ela não foi utilizada para tratar distúrbios cerebrais em humanos. Além disso, mais estudos de pesquisa são necessários para desenvolver e avaliar métodos não invasivos de fototerapia e métodos e técnicas não invasivos de transmissão de código genético para células cerebrais ou neurônios. 

É muito cedo para prever qual abordagem de tratamento emergirá na vanguarda da tecnologia de estimulação cerebral não invasiva de próxima geração, disse Chen em um comunicado à imprensa emitido pela Associação Americana para o Avanço da Ciência. No entanto, acreditamos que uma variedade de conquistas fundamentais, como a optogenética de upconversion NIR, estão rapidamente desbloqueando caminhos de desenvolvimento e pavimentando o caminho para um futuro brilhante terapêutico para doenças cerebrais, continuou ele. 

Nesse ínterim, outros métodos e técnicas de estimulação cerebral não invasiva também estão sendo desenvolvidos, avaliados e utilizados em humanos. Por exemplo, a estimulação magnética transcraniana (TMS) é uma abordagem de tratamento não invasiva que utiliza campos magnéticos para estimular as células nervosas no cérebro. A Food & Drug Administration (FDA) já permitiu o marketing do TMS como uma abordagem de tratamento para depressão maior, bem como transtorno obsessivo-compulsivo e enxaqueca. 

Existem também vários métodos e técnicas não invasivos que não requerem a utilização de terapias genéticas, como a estimulação magnética e elétrica transcraniana, que são comumente utilizadas com seres humanos em uma base experimental e regular, afirmou Ed Boyden, Ph.D. ., um professor de neurotecnologia no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT).

Membros do grupo de estudo de pesquisa de Boyden também conduziram pesquisas sobre estimulação elétrica transcraniana (TES), uma abordagem de tratamento não invasiva para estimulação cerebral em que eletrodos são colocados no couro cabeludo. Os pesquisadores esperam que este método e técnica alcance neurônios ou células nas profundezas do tecido cerebral com maior precisão do que o TMS.

Embora estudos de pesquisa demonstrem que a terapia com luz pode estimular células cerebrais ou neurônios de camundongos e outros animais, outros estudos são necessários para determinar como os métodos e técnicas de tratamento com terapia por luz podem estimular o cérebro humano. De acordo com esses mesmos estudos, a terapia da luz pode alterar neurônios ou células cerebrais, o que pode causar a doença de Alzheimer, epilepsia e outras doenças cerebrais. - Dr. Alex Jimenez DC, Insight CCST

O cérebro humano consiste em bilhões de pequenas células ou neurônios que se comunicam entre si e com outras partes do corpo humano. Quando os neurônios param de funcionar adequadamente, podem ocorrer vários distúrbios cerebrais. Os pesquisadores desenvolveram uma variedade de abordagens de tratamento de terapia de luz para ajudar a estimular o cérebro. O escopo de nossas informações é limitado a questões de quiropraxia, músculo-esqueléticas e de saúde nervosa e artigos, tópicos e discussões de medicina funcional. Para discutir melhor o assunto acima, sinta-se à vontade para perguntar ao Dr. Alex Jimenez ou entre em contato conosco em 915-850-0900

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Discussão Adicional do Tópico: Dor Crônica

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