Os neurocientistas identificaram as células nervosas responsáveis por ajudar pessoas paralisadas a voltarem a andar, abrindo a possibilidade de terapias direcionadas que poderiam beneficiar uma gama maior de pessoas com lesão medular.
Lesões graves na medula espinhal podem interromper a conexão entre o cérebro e as redes de células nervosas na parte inferior da coluna que controlam a caminhada.
Em 2018, o neurocientista Grégoire Courtine, do Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Lausanne, e seus colegas mostraram que a entrega de pulsos elétricos aos nervos da coluna inferior – uma técnica conhecida como estimulação elétrica epidural (EES) – poderia, quando combinada com treinamento intensivo, ajudar pessoas com esse tipo de lesão medular voltarem a andar.
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Todos os três participantes de um estudo passaram de paralisia motora grave ou completa e sensação mínima nas pernas para serem capazes de dar passos por conta própria, ou com um andador ou muletas. Duas outras equipes apresentaram resultados semelhantes naquele ano.
A equipe de Courtine agora ampliou o trabalho, mostrando que o sistema funciona em pessoas que perderam toda a sensação nas pernas.
O grupo relata, na Nature, que nove participantes do mesmo estudo – três dos quais tiveram paralisia completa e nenhuma sensação nas pernas – recuperaram a capacidade de andar após o treinamento emparelhado com EES entregue por dispositivos implantados em suas espinhas.
Cinco meses após o início do teste, todos os participantes podiam suportar seu próprio peso e dar passos, usando um andador para estabilidade.
Quatro não precisam mais que o EES esteja ligado para andar. Essa recuperação sustentada sugere que a estimulação desencadeia a remodelação dos neurônios espinhais para trazer de volta a rede de locomoção.
“A quantidade de esperança que dá às pessoas com lesão na medula espinhal é incrível”, diz Marc Ruitenberg, neurologista da Universidade de Queensland em Brisbane, Austrália, que estuda lesão na medula espinhal.
Atividade amortecida
A equipe de Courtine também descobriu os neurônios responsáveis pelo aprimoramento da reabilitação. Contraintuitivamente, quando o EES foi ativado em pessoas, a atividade das células nervosas no local da estimulação diminuiu.
A equipe usou essa pista para investigar o processo mais detalhadamente. Primeiro, os pesquisadores emularam cada aspecto do tratamento em camundongos – desde lesões e estimulação elétrica até treinamento com um suporte robótico construído especificamente para estabilidade. Os resultados imitaram os das pessoas.
Em seguida, os pesquisadores mediram a atividade genética em milhares de neurônios individuais em amostras de tecido espinhal de camundongo. Isso produziu um mapa primorosamente detalhado dos tipos de células nervosas na medula espinhal inferior.
Eles então usaram um algoritmo de aprendizado de máquina para procurar neurônios de camundongos que mostravam mudanças na atividade genética em estágios definidos de reabilitação assistida por EES que se assemelhavam às mudanças observadas na capacidade de caminhar dos participantes humanos.
O algoritmo identificou uma subpopulação de interneurônios excitatórios – células nervosas que conectam neurônios motores e sensoriais – que pareciam se encaixar.
Quando Courtine e sua equipe silenciaram essas células em camundongos feridos, eles descobriram que o EES não permitia mais que os animais feridos andassem.
A diminuição geral da atividade neural no local durante a reabilitação reflete um processo de aprendizado, diz Courtine.
“Quando você pensa sobre isso, não deve ser uma surpresa”, diz ele, “porque no cérebro, quando você aprende uma tarefa, é exatamente isso que você vê – há cada vez menos neurônios ativados” à medida que você melhora nisso.
Próximos passos para recuperar pessoas paralisadas
A tecnologia não existe para reunir esse tipo de evidência direta nas pessoas. Mas, Eiman Azim, neurocientista do Instituto Salk de Estudos Biológicos em La Jolla, Califórnia, diz que os mesmos neurônios são provavelmente responsáveis pelo efeito, porque a arquitetura espinhal é muito semelhante entre os vertebrados, incluindo humanos e camundongos.
Eventualmente, diz Azim, a compreensão detalhada dos circuitos espinhais pode permitir que os neurocientistas manipulem a atividade de neurônios específicos diretamente com outros tratamentos, como a terapia genética.
As terapias com células-tronco podem um dia substituir populações cruciais de neurônios danificados em lesões na medula espinhal, diz Ruitenberg.
Courtine e seus colegas também usaram EES para restaurar o movimento do braço e o aperto de mão em macacos.
E um grupo da Universidade de Washington em Seattle fez o mesmo com seis pessoas com lesões na medula espinhal, usando adesivos de pele não invasivos com eletrodos colocados no pescoço.
Por mais espetacular que seja ver pessoas paralisadas por lesões na medula espinhal andarem novamente, Ruitenberg diz que caminhar, muitas vezes, não é uma prioridade para as pessoas.
A perda do controle da bexiga, do intestino e da função sexual pode ter um impacto maior na qualidade de vida.
“Seria realmente interessante ver se esses tipos de funções também podem ser aprimoradas com essa tecnologia”, diz ele.
Courtine diz que identificar os nervos responsáveis por essas funções está em sua lista de próximos passos agora que ele tem um mapa molecular detalhado para trabalhar.
Ele também lançou uma empresa start-up – ONWARD, com sede na Holanda – para comercializar a tecnologia. A empresa começará a recrutar de 70 a 80 pessoas paralisadas nos Estados Unidos para um novo teste em 2024.
Compartilhado de Nature
