Marcapasso cerebral autoajustável pode ajudar a reduzir os sintomas da doença de Parkinson

Pequeno estudo financiado pelo NIH mostra a promessa da medicina personalizada.

Um pequeno estudo de viabilidade financiado pelo National Institutes of Health (NIH) descobriu que um dispositivo implantado regulado pela atividade cerebral do corpo poderia fornecer tratamento contínuo e aprimorado para os sintomas da doença de Parkinson (DP) em certas pessoas com o distúrbio. Esse tipo de tratamento, chamado estimulação cerebral profunda adaptativa (aDBS), é uma melhoria em uma técnica que tem sido usada para DP e outros distúrbios cerebrais por muitos anos. O estudo descobriu que o aDBS foi marcadamente mais eficaz no controle dos sintomas da DP em comparação com os tratamentos convencionais de DBS.

“Este estudo marca um grande passo em direção ao desenvolvimento de um sistema DBS que se adapta ao que o paciente individual precisa em um determinado momento”, disse Megan Frankowski, Ph.D., diretora do programa Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies® Initiative do NIH, ou The BRAIN Initiative®, que ajudou a financiar este projeto. “Ao ajudar a controlar os sintomas residuais sem exacerbar outros, o DBS adaptativo tem o potencial de melhorar a qualidade de vida de algumas pessoas que vivem com a doença de Parkinson.”

O DBS envolve a implantação de fios finos chamados eletrodos no cérebro em locais específicos. Esses fios fornecem sinais elétricos que podem ajudar a mitigar os sintomas de distúrbios cerebrais, como a DP. O DBS convencional fornece um nível constante de estimulação e também pode levar a efeitos colaterais indesejados, porque o cérebro nem sempre precisa da mesma força de tratamento. Portanto, o aDBS usa dados retirados diretamente do cérebro de uma pessoa e usa aprendizado de máquina para ajustar o nível de estimulação em tempo real à medida que as necessidades da pessoa mudam com o tempo.

Quatro pessoas que já recebiam DBS convencional foram questionadas sobre o que achavam ser o sintoma mais incômodo que persistiu apesar do tratamento. Em muitos casos, isso era movimentos involuntários ou dificuldade em iniciar o movimento. Os participantes foram então preparados para receber tratamento com aDBS juntamente com a terapia DBS existente. Depois de treinar o algoritmo aDBS por vários meses, os participantes foram enviados para casa, onde o teste de comparação foi realizado alternando entre tratamentos convencionais e aDBS. As mudanças ocorreram a cada dois a sete dias.

O aDBS melhorou o sintoma mais incômodo de cada participante em cerca de 50% em comparação com o DBS convencional. Notavelmente, embora não tenham sido informados sobre o tipo de tratamento que estavam recebendo a qualquer momento, três dos quatro participantes foram frequentemente capazes de adivinhar corretamente quando estavam em aDBS devido à melhora perceptível dos sintomas.

Este projeto é uma continuação de vários anos de trabalho liderado por Philip Starr, MD, Ph.D., e colegas da Universidade da Califórnia, em São Francisco. Anteriormente, em 2018, eles relataram o desenvolvimento de um sistema DBS adaptativo, conhecido como sistema de “circuito fechado”, que se ajustava com base no feedback do próprio cérebro. Mais tarde, em 2021, eles descreveram sua capacidade de registrar a atividade cerebral das pessoas enquanto elas viviam suas vidas diárias.

Aqui, essas duas descobertas foram combinadas para usar a atividade cerebral registrada durante as atividades normais da vida para impulsionar o sistema aDBS. No entanto, o tratamento com DBS mudou tanto a atividade cerebral que o sinal que se esperava que controlasse o sistema aDBS não era mais detectável. Isso exigiu que os pesquisadores adotassem uma abordagem computacional e baseada em dados para identificar um sinal diferente no cérebro de pessoas com DP que estavam recebendo terapia DBS convencional.

O tratamento convencional para a doença de Parkinson geralmente envolve a droga levodopa, que é usada para substituir a dopamina no cérebro que foi perdida por causa do distúrbio. Como a quantidade da droga no cérebro flutua, atingindo o pico logo após a administração da droga e diminuindo gradualmente à medida que é metabolizada pelo corpo, a aDBS pode ajudar a suavizar as flutuações, fornecendo maior estimulação quando os níveis da droga são altos e vice-versa, tornando-se uma opção atraente para pacientes que necessitam de altas doses de levodopa.

Embora essas descobertas sejam promissoras, ainda existem desafios significativos a serem superados para que essa terapia esteja mais amplamente disponível. A configuração inicial do dispositivo requer informações consideráveis de médicos altamente treinados. Os pesquisadores imaginam um futuro em que a maior parte do trabalho seria gerenciada pelo próprio dispositivo, reduzindo muito a necessidade de visitas repetidas à clínica para ajuste fino.

Esse tipo de automação também é necessário para que outros grupos testem e, eventualmente, ofereçam terapia aDBS em um ambiente clínico.

“Um dos grandes problemas enfrentados pelo DBS, mesmo em indicações aprovadas como Parkinson, é o acesso, tanto para os pacientes em termos de onde eles podem obtê-lo quanto para os médicos que precisam de treinamento especial para programar esses dispositivos”, disse Frankowski. “Se houvesse uma maneira de um sistema encontrar as configurações mais ideais com o pressionar de um botão, isso realmente aumentaria a disponibilidade desse tratamento para mais pessoas.”

Este estudo foi apoiado pela The BRAIN Initiative do NINDS e do NIH (NS10054, NS129627, NS080680, NS120037, NS131405, NS113637), Thiemann Foundation e TUYF Charitable Trust Fund.

Sobre o Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame (NINDS): O NINDS é o principal financiador de pesquisas sobre o cérebro e o sistema nervoso do país. A missão do NINDS é buscar conhecimentos fundamentais sobre o cérebro e o sistema nervoso e usar esse conhecimento para reduzir a carga de doenças neurológicas.

A Iniciativa BRAIN do NIH, uma colaboração multidisciplinar entre 10 Institutos e Centros do NIH, está posicionada de forma única para descobertas transversais em neurociência para revolucionar nossa compreensão do cérebro humano. Ao acelerar o desenvolvimento e a aplicação de neurotecnologias inovadoras, a Iniciativa® BRAIN está permitindo que os pesquisadores entendam o cérebro em níveis de detalhes sem precedentes tanto na saúde quanto na doença, melhorando a forma como tratamos, prevenimos e curamos distúrbios cerebrais. A Iniciativa BRAIN envolve uma rede multidisciplinar de parceiros federais e não federais cujas missões e portfólios de pesquisa atuais complementam os objetivos da Iniciativa BRAIN.

Sobre os Institutos Nacionais de Saúde (NIH): O NIH, a agência de pesquisa médica do país, inclui 27 institutos e centros e é um componente do Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos EUA.