"Estamos estudando como podemos estudar e, finalmente, tratar distúrbios do estresse, modulando a função de órgãos perifanãricos, em vez de fazer algo altamente invasivo no sistema nervoso central", diz Polina Anikeeva, professora de ciência e engenharia de materiais do MIT e de cérebro e cognição. ciências.

Para obter controle sobre a liberação hormonal, Dekel Rosenfeld, um pa³s-doc do MIT-Technion no grupo de Anikeeva, desenvolveu nanoparta­culas magnanãticas especializadas que podem ser injetadas na gla¢ndula adrenal. Quando expostas a um campo magnético fraco, aspartículas aquecem um pouco, ativando canais responsivos ao calor que acionam a liberação de horma´nios. Esta técnica pode ser usada para estimular um órgão no fundo do corpo com o ma­nimo de invasividade.

Anikeeva e Alik Widge, professor assistente de psiquiatria da Universidade de Minnesota e ex-pesquisador do Instituto Picower de Aprendizagem e Mema³ria do MIT, são os principais autores do estudo. Rosenfeld éo principal autor do artigo, que aparece hoje em Science Advances .

O laboratório de Anikeeva já havia desenvolvido vários novos nanomateriais magnanãticos, incluindopartículas que podem liberar drogas em momentos precisos em locais específicos do corpo.

No novo estudo, a equipe de pesquisa queria explorar a idanãia de tratar distúrbios do cérebro, manipulando órgãos que estãofora do sistema nervoso central, mas influenciando-o atravanãs da liberação de horma´nios. Um exemplo bem conhecido éo eixo hipota¡lamo-hipa³fise-adrenal (HPA), que regula a resposta ao estresse em mama­feros. Os horma´nios secretados pela gla¢ndula adrenal , incluindo cortisol e adrenalina, desempenham papanãis importantes na depressão, estresse e ansiedade.

"Alguns distúrbios que consideramos neurola³gicos podem ser trata¡veis ​​na periferia, se pudermos aprender a modular esses circuitos locais em vez de voltar aos circuitos globais no sistema nervoso central ", diz Anikeeva, membro do Laborata³rio de Pesquisa do MIT, em Nova York. Eletra´nica e Instituto McGovern para Pesquisa do Canãrebro.

Como alvo para estimular a liberação de horma´nios, os pesquisadores decidiram pelos canais de a­ons que controlam o fluxo de ca¡lcio nas células adrenais. Esses canais de a­ons podem ser ativados por uma variedade de esta­mulos, incluindo o calor. Quando o ca¡lcio flui atravanãs dos canais abertos para as células adrenais, as células comea§am a bombear horma´nios. "Se queremos modular a liberação desses horma´nios, precisamos essencialmente modular o influxo de ca¡lcio nas células adrenais", diz Rosenfeld.

Ao contra¡rio da pesquisa anterior no grupo de Anikeeva, neste estudo, a estimulação magnetotanãrmica foi aplicada para modular a função das células sem introduzir artificialmente nenhum gene.

Para estimular esses canais sensa­veis ao calor, que ocorrem naturalmente nas células adrenais, os pesquisadores projetaram nanoparta­culas feitas de magnetita, um tipo de a³xido de ferro que forma pequenos cristais magnanãticos com cerca de 1/5000 da espessura de um cabelo humano. Em ratos, eles descobriram que essaspartículas poderiam ser injetadas diretamente nas gla¢ndulas supra-renais e permanecer la¡ por pelo menos seis meses. Quando os ratos foram expostos a um campo magnético fraco - cerca de 50 militesla, 100 vezes mais fraco que os campos usados ​​para ressonância magnanãtica - aspartículas aqueceram cerca de 6 graus Celsius, o suficiente para acionar a abertura dos canais de ca¡lcio sem danificar qualquer tecido circundante.

O canalsensívelao calor que eles direcionaram, conhecido como TRPV1, éencontrado em muitos neura´nios sensoriais em todo o corpo, incluindo receptores de dor . Os canais TRPV1 podem ser ativados pela capsaicina, o composto orga¢nico que fornece calor a  pimenta, bem como pela temperatura. Eles são encontrados em espanãcies de mama­feros e pertencem a uma familia de muitos outros canais que também são sensa­veis ao calor.

Essa estimulação desencadeou uma corrida hormonal - duplicando a produção de cortisol e aumentando a noradrenalina em cerca de 25%. Isso levou a um aumento mensura¡vel da frequência carda­aca dos animais.

Os pesquisadores agora planejam usar essa abordagem para estudar como a liberação hormonal afeta o TEPT e outros distúrbios, e dizem que, eventualmente, ele podera¡ ser adaptado para o tratamento de tais distúrbios. Este manãtodo ofereceria uma alternativa muito menos invasiva a possa­veis tratamentos que envolvem implantar um dispositivo médico para estimular eletricamente a liberação hormonal, o que não évia¡vel em órgãos como as gla¢ndulas supra-renais, que são moles e altamente vascularizadas, dizem os pesquisadores.

Outra área em que essa estratanãgia pode ser promissora éno tratamento da dor, porque os canais ia´nicos sensa­veis ao calor são frequentemente encontrados nos receptores da dor.

"Ser capaz de modular os receptores da dor com essa técnica nos permitira¡ estudar a dor, controlar a dor e ter algumas aplicações cla­nicas no futuro, o que, esperana§osamente, pode oferecer uma alternativa aos medicamentos ou implantes para dor crônica", diz Anikeeva. Com uma investigação mais aprofundada da existaªncia de TRPV1 em outros órgãos, a técnica pode potencialmente ser estendida a outros órgãos perifanãricos, como o sistema digestivo e o pa¢ncreas.