Saúde

Mensagens emaranhadas: rastreando circuitos neurais até a 'constelação de efeitos colaterais' da quimioterapia
A equipe de pesquisa observa que os sobreviventes do câncer
Por Instituto de Tecnologia da Geórgia - 08/01/2022


Renderização do disparo do cérebro / neurônios (NIH). Crédito: NIH

A incapacidade severa e persistente muitas vezes prejudica os benefícios do tratamento do câncer que salvam vidas. Dor e fadiga - junto com distúrbios sensoriais, motores e cognitivos - são os principais entre a constelação de efeitos colaterais que ocorrem com os agentes à base de platina amplamente usados ​​em tratamentos de quimioterapia em todo o mundo.

Um novo estudo realizado por pesquisadores da Georgia Tech no laboratório de Timothy C. Cope encontrou um novo caminho para entender por que essas condições debilitantes acontecem em pacientes com câncer e por que os cientistas devem se concentrar em todos os processos neurais possíveis que entregam problemas sensoriais ou motores a um cérebro do paciente - incluindo o sistema nervoso central - e não apenas a "degeneração periférica dos neurônios sensoriais" que ocorre fora do centro do corpo.

As novas descobertas "Mecanismos do circuito neural da deficiência sensório-motora no tratamento do câncer " são publicadas nos Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) e podem impactar o desenvolvimento de tratamentos eficazes que ainda não estão disponíveis para restaurar as habilidades normais de um paciente para receber e processar input sensorial como parte do tratamento pós-câncer, em particular.

Stephen N. (Nick) Housley, pesquisador de pós-doutorado na Escola de Ciências Biológicas, no Centro Integrado de Pesquisa do Câncer e no Instituto Parker H. Petit de Bioengenharia e Biociência da Georgia Tech, é o autor principal do estudo. Os coautores incluem Paul Nardelli, cientista pesquisador e Travis Rotterman, bolsista de pós-doutorado (ambos da School of Biological Sciences), juntamente com Timothy Cope, que atua como professor com nomeação conjunta na School of Biological Sciences em Georgia Tech e no Coulter Departamento de Engenharia Biomédica da Emory University e Georgia Tech.

Consequências neurológicas

"A quimioterapia, sem dúvida, influencia negativamente o sistema nervoso periférico , que muitas vezes é visto como o principal culpado de distúrbios neurológicos durante o tratamento do câncer", compartilha Housley. No entanto, diz ele, para que o sistema nervoso funcione normalmente, tanto o sistema nervoso periférico quanto o central devem cooperar.

"Isso ocorre por meio da comunicação sináptica entre os neurônios. Por meio de uma elegante série de estudos, mostramos que esses centros de comunicação no sistema nervoso central também são vulneráveis ​​aos efeitos adversos do tratamento do câncer", compartilha Housley, acrescentando que as descobertas forçam "o reconhecimento do numerosos lugares em todo o sistema nervoso que temos que tratar se quisermos consertar as consequências neurológicas do tratamento do câncer - porque corrigir qualquer um pode não ser suficiente para melhorar a função humana e a qualidade de vida. "
 
"Essas deficiências permanecem clinicamente não mitigadas e empiricamente inexplicadas, já que a pesquisa se concentra na degeneração periférica dos neurônios sensoriais", explica a equipe de pesquisa no estudo, "enquanto subestima o possível envolvimento de processos neurais no sistema nervoso central. Os resultados atuais demonstram defeitos funcionais em as propriedades fundamentais do processamento de informações localizadas dentro do sistema nervoso central ", concluindo que" longa duração sensório-motor e possivelmente outras deficiências induzidas pelo tratamento do câncer resultam de defeitos neurais independentes compostos em ambos os sistemas nervosos periférico e central. "

Deficiências sensório-motoras e 'cOIN'

A equipe de pesquisa observa que os sobreviventes do câncer "classificam a deficiência sensório-motora entre as consequências mais angustiantes e de longo prazo da quimioterapia. Distúrbios na marcha, equilíbrio e movimentos habilidosos são comumente atribuídos a danos quimiotóxicos de neurônios sensoriais periféricos, sem consideração do papel determinístico desempenhado por os circuitos neurais que traduzem as informações sensoriais em movimento, "acrescentando que esse descuido" impede a compreensão mecanicista suficiente e contribui para a ausência de um tratamento eficaz para reverter a deficiência induzida pela quimioterapia. "

Cope diz que a equipe resolveu essa omissão "através do uso de uma combinação de eletrofisiologia, comportamento e modelagem para estudar a operação de um circuito sensório-motor espinhal in vivo" em um modelo de roedor de "neuropatia induzida por oxaliplatina (quimioterapia) crônica: COIN . "

Os principais eventos sequenciais foram estudados na codificação de informações "propriossensoriais" (pense na cinestesia: a capacidade do corpo de sentir sua localização, movimentos e ações) e sua tradução de circuito nos potenciais sinápticos produzidos nos motoneurônios.

Nos ratos "cOIN", a equipe observou várias classes de neurônios propriossensoriais expressando disparo defeituoso que reduziu a representação sensorial precisa das respostas mecânicas musculares ao alongamento, acrescentando que a precisão "degradada ainda mais na tradução de sinais propriossensoriais em potenciais sinápticos como resultado de defeitos mecanismos que residem dentro da medula espinhal. "

Expressão conjunta, defeitos independentes

"Esses defeitos sequenciais, periféricos e centrais agravados para conduzir o circuito sensório-motor a um colapso funcional que teve como consequência a previsão dos erros significativos em comportamentos de movimento propriossensorial demonstrados aqui em nosso modelo de rato e relatados para pessoas com COIN," Cope e Housley relatório. "Concluímos que a deficiência sensório-motora induzida pelo tratamento do câncer emerge da expressão conjunta de defeitos independentes que ocorrem nos elementos periféricos e centrais dos circuitos sensório-motores."

"Essas descobertas têm amplo impacto no campo científico e no gerenciamento clínico das consequências neurológicas do tratamento do câncer", disse Housley. "Como clínico e cientista, posso imaginar a necessidade urgente de desenvolver em conjunto testes clínicos quantitativos que tenham a capacidade de identificar quais partes do sistema nervoso de um paciente são afetadas pelo tratamento do câncer ."

Housley também diz que ter a capacidade de monitorar a função neural em vários locais durante o curso do tratamento "fornecerá um biomarcador no qual podemos otimizar o tratamento - por exemplo, maximizar os efeitos antineoplásicos enquanto minimiza os efeitos adversos", acrescentando que, à medida que avançamos para os tratamentos de câncer de próxima geração, “os testes clínicos que podem monitorar objetivamente aspectos específicos do sistema nervoso serão excepcionalmente importantes para testar a presença do efeito fora do alvo”.

 

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