Por Michael Haederle | Janeiro 26, 2022

Reprimindo Tsunamis Cerebrais

Pesquisadores da UNM estudam o uso de cetamina para bloquear onda de lesão neural

O neurocirurgião Andrew Carlson e seus colegas da Universidade do Novo México fizeram parceria com duas outras instituições em uma bolsa de pesquisa de US$ 3.5 milhões do Departamento de Defesa dos EUA para explorar terapias direcionadas para espalhar a despolarização cerebral.

Às vezes conhecidos como “tsunamis cerebrais”, as despolarizações que se espalham são ondas de lesão neuronal que se espalham para fora do local de um trauma, aneurisma ou acidente vascular cerebral, desligando temporariamente a atividade elétrica do cérebro. Os neurocientistas estão começando a perceber que eles são um dos principais contribuintes para lesões cerebrais traumáticas.

Nos últimos 10 anos, Carlson e Bill Shuttleworth, PhD, presidente do Departamento de Neurociências da UNM, estiveram na vanguarda da pesquisa para entender as causas subjacentes dos tsunamis cerebrais e identificar possíveis tratamentos.

No estudo Improving Neurotrauma by Depolarization Inhibition with Combination Therapy (INDICT), Carlson e colaboradores da Universidade de Cincinnati e da Universidade da Pensilvânia se concentrarão em fornecer cuidados de precisão com tratamento direcionado de tsunamis cerebrais.

A pesquisa está se baseando no primeiro estudo piloto de Carlson no mundo, sugerindo que a cetamina, um sedativo amplamente usado, pode bloquear tsunamis cerebrais. “É uma continuação empolgante do trabalho que fizemos aqui que nos construiu para uma posição nacional com os líderes mundiais que fizeram esse tipo de pesquisa”, disse Carlson.

Durante o estudo INDICT, os pacientes da Unidade de Terapia Intensiva de Neurociências do Hospital UNM serão monitorados de perto usando coleta de dados multimodal à medida que os médicos adaptam tratamentos específicos ao seu estado neurológico. Usando software especializado, “podemos registrar o momento exato em que certas intervenções acontecem”, diz Carlson. Essas informações permitirão aos pesquisadores determinar quais tratamentos funcionam melhor para impedir a disseminação das despolarizações.

Shuttleworth diz que os cientistas suspeitaram pela primeira vez que a cetamina, uma droga conhecida por seus efeitos dissociativos e anestésicos, pode ser um tratamento eficaz quando os médicos notaram que a despolarização foi interrompida depois que pacientes com lesão cerebral sedados com um anestésico chamado propofol foram trocados por cetamina.

Em seu laboratório, Shuttleworth e sua equipe estudaram os receptores N-metil-D-aspartato (NMDA) na superfície dos neurônios, que se ligam a um neurotransmissor excitatório chamado glutamato. Quando o cérebro sofre um trauma ou fica sem oxigênio durante um derrame, os neurônios despejam seu glutamato, que se espalha para os neurônios vizinhos e desliga sua sinalização eletroquímica em uma onda de radiação lenta que começa a matar as células cerebrais.

“Esses neurônios estão lutando para se manter vivos, mas ficam sobrecarregados e não conseguem se recuperar”, diz Shuttleworth. Seu laboratório descobriu que a cetamina funciona ligando-se aos receptores NMDA e protegendo os neurônios da onda de glutamato. “A ketamina é uma tábua de salvação e torna o insulto menos sério”, diz ele.

As descobertas de Shuttleworth “realmente ajudaram a nos informar no estudo que publicamos há alguns anos, onde tivemos pacientes muito doentes com lesão cerebral e sangramento de aneurisma”, diz Carlson. Durante o estudo piloto, os pacientes da UTI Neuro da UNMH receberam doses alternadas de cetamina e outros sedativos. “Nos tempos em que eles tomavam cetamina, eles tinham menos tsunamis cerebrais do que quando tomavam outros sedativos”, diz Carlson.

“Este é um ótimo exemplo de pesquisa translacional – pesquisa desenvolvida em modelos pré-clínicos e em modelos de bancada”, acrescenta. “Coisas que acontecem clinicamente são testadas em modelos pré-clínicos.”

A descoberta poderia ter um impacto em outros tipos de lesão cerebral, como concussão, diz Carlson.

Se descobrirmos esse mecanismo fundamental de como essas lesões cerebrais ocorrem, poderíamos progredir em muitas lesões neurológicas diferentes.

- André Carlson, MD

“É realmente emocionante, porque à medida que entendemos mais sobre o mecanismo de como funciona a despolarização espalhada, entendemos que provavelmente é o mecanismo fundamental de como lesões cerebrais e derrames aparecem”, diz ele. “Se encontrarmos esse mecanismo fundamental de como essas lesões cerebrais ocorrem, poderíamos progredir em muitas lesões neurológicas diferentes”.

O estudo INDICT foi concebido como uma colaboração entre Carlson, Jed Hartings da Universidade de Cincinnati e Ramani Balu da Universidade da Pensilvânia. Cada investigador traz uma perspectiva única para o desenho do estudo, Carlson como neurocirurgião, Hartings como neurofisiologista PhD e Balu como neurointensivista MD/PhD.

Além de uma colaboração de longa data com Shuttleworth, Carlson credita aos colegas da UNM a contribuição para a pesquisa do tsunami cerebral, incluindo Michel Torbey, MD, presidente do Departamento de Neurologia, Russell Morton, PhD, professor assistente no Departamento de Neurociência, Christopher Abbott, MD , professor associado do Departamento de Psiquiatria e Ciências Comportamentais, Bert Davis, PhD, no Departamento de Medicina Interna, e George Luger, PhD, professor do Departamento de Ciência da Computação.

Com o estudo em andamento, juntamente com a recente inovação para o Uso Interdisciplinar de Substâncias da UNM e Instalação Principal de Lesões Cerebrais (ISUBI), Carlson acredita que a UNM colocou em prática os blocos de construção para um programa abrangente de pesquisa de tsunamis cerebrais.

“Temos todas as peças para ser o destino internacional, e chegamos até aqui com investigadores comprometidos que utilizaram mecanismos de apoio institucional na construção do interesse”, diz.