La activación selectiva de las neuronas del cerebro medio restaura la función locomotora en modelos de parkinsonismo

Introducción 

El tratamiento del párkinson se centra en reducir la gravedad de los síntomas. Dado que la enfermedad se caracteriza por un déficit de dopamina en el cerebro, el tratamiento más habitual consiste en fármacos que aumentan los niveles de dopamina, pero éstos pierden eficacia a medida que avanza la enfermedad. 

Cuando los medicamentos fallan, los/as médicos /as pueden utilizar la estimulación cerebral profunda (ECP). Este procedimiento consiste en implantar en el cerebro unos finos cables metálicos que envían pequeñas descargas de electricidad a determinadas neuronas. Este método funciona bien para aliviar síntomas motores como el temblor, pero los/as médicos/as tienen dificultades para mejorar lo que se conoce como congelación de la marcha. Durante estos episodios, las personas con párkinson se sienten momentáneamente “pegadas al suelo” y, aunque quieran, no pueden iniciar correctamente la marcha. 

Los intentos de utilizar la ECP para aliviar el congelamiento de la marcha se han quedado cortos porque los/as científicos/as no sabían exactamente a qué región del cerebro debían dirigirse.

En este estudio, los/as investigadores/as de Copenhague se propusieron encontrar ese objetivo óptimo.

 

Resultados y conclusiones

Un buen punto de partida fue el núcleo pedunculopontino (NPP), esta región del cerebro se encuentra en el tronco cerebral, una estructura parecida a un tallo. Basándose en hallazgos anteriores sabían que las neuronas de esta zona conectaban el cerebro (donde se planifica el movimiento) con la médula espinal (donde se ejecuta el movimiento). En cierto modo, el NPP y sus alrededores pueden considerarse como una región de mando motor. Cuando está activa, los animales pueden caminar.

Los/as investigadores/as plantearon la hipótesis de que, estimulando el grupo correcto de neuronas, podrían ayudar a los animales con parkinsonismo a moverse.

Los/as investigadores/as indujeron síntomas similares a los del párkinson en un conjunto de ratones de laboratorio bloqueando químicamente los receptores de dopamina. Los ratones a los que les faltaba la señal de la dopamina empezaron a mostrar dificultades para caminar, congelándose en el sitio o moviéndose muy lentamente.

En estos modelos de parkinsonismo, el equipo apuntó sistemáticamente a diferentes subregiones y tipos de células dentro del NPP y su área circundante. Eso les ayudó a identificar un grupo de neuronas excitatorias que eran particularmente prometedoras para aliviar los síntomas motores.

“Cuando estimulamos las neuronas excitatorias localizadas específicamente en el área caudal del NPP, los animales fueron capaces de caminar normalmente, a través de distancias más largas y con una velocidad de marcha normal, a diferencia de lo que ocurría antes de la estimulación, donde mostraban síntomas de la enfermedad de Parkinson”, dijo Debora Masini, primera autora del estudio. 

La investigadora añade: “Comparamos sistemáticamente la estimulación de diferentes lugares y tipos de células en una serie de experimentos complementarios, y todos apuntaban a la misma conclusión: indicaban claramente que estas neuronas excitadoras del NPP caudal son un objetivo ideal para la recuperación de la pérdida de movimiento”.

Este trabajo representa un paso importante: nos informa de cómo el movimiento es implementado por el tronco cerebral e indica dónde existen puntos calientes para la recuperación motora, en palabras del profesor Ole Kiehn del Departamento de Neurociencia de la Universidad de Copenhague, donde se realizaron los experimentos. 

“Se ha debatido en qué lugar del tronco cerebral estaría el objetivo terapéutico óptimo. Nuestro estudio aporta nuevos conocimientos sobre la mejor zona para aliviar el congelamiento de la marcha”, afirma el autor. 

Kiehn también señala que el avance de estas técnicas hasta los ensayos clínicos con ECP debe realizarse con cautela, ya que sólo las neuronas caudales del NPP pueden dirigirse con seguridad. “Es una zona muy delicada”, dice Kiehn, “porque si estimuláramos neuronas excitadoras en otras regiones cercanas, se produciría una inmovilización completa”.

Sus hallazgos ponen de manifiesto lo cuidadoso que debe ser este enfoque en las personas. 

“Creemos que los ensayos clínicos con ECP del tronco cerebral pueden ser la estrategia adecuada para facilitar que las personas con párkinson vuelvan a caminar correctamente. Sin embargo, los resultados clínicos son variables, ya que la ECP requeriría una mayor precisión para dirigirse al grupo concreto de neuronas del NPP caudal”, afirma Kiehn. 

Lea el estudio completo ‘Targeted activation of midbrain neurons restores locomotor function in mouse models of parkinsonism’ publicado en la revista Nature Communications aquí

El estudio ha contado con el apoyo de la Fundación Lundbeck, la Fundación Novo Nordisk y una subvención avanzada del ERC.

Autores/as

Ole Kiehn: Licenciado en Medicina y Doctor en Ciencias Médicas por la Universidad de Copenhague, Dinamarca. En la actualidad es profesor de Neurociencia Integrativa en el Departamento de Neurociencia de la Universidad de Copenhague y profesor de Neurofisiología en el Departamento de Neurociencia del Karolinska Institutet (Suecia). 

Este año ha sido galardonado con el Brain Prize por sus contribuciones al campo de la neurociencia.

Débora Masini: Licenciada en Biología por la Universidad de Brasilia, Brasil. Hizo un máster en Neurociencias en España y luego su doctorado en el Instituto Karolinska, Suecia, centrado en la enfermedad de Parkinson. Se trasladó a la Universidad de Copenhague para su proyecto postdoctoral con el prof. Ole Kiehn.

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