Cientistas identificam as células nervosas que, quando submetidas à estimulação elétrica, retomaram a marcha de pessoas com paralisia
Daniély Schnorr
Foto: Reprodução/NeuroRestore
Nove pessoas com paralisia grave ou completa causada por danos na medula espinhal voltaram a andar ao receberem estimulação elétrica em um grupo específico de neurônios. Em um estudo publicado na revista Nature, os pesquisadores do Instituto Federal de Tecnologia da Suíça, em Lausanne, descrevem as células responsáveis pela recuperação da marcha nesses pacientes, nomeadas por eles como SCVsx2::Hoxa10. Segundo os cientistas, a identificação dessas estruturas é um grande passo no tratamento de reabilitação dos movimentos.
Os neurônios descritos são um subconjunto de células conhecidas com V2a, presentes no tronco cerebral e na medula espinhal. Já se sabe que elas estão envolvidas em vários aspectos da locomoção e da movimentação de membros em pessoas sem lesões na região. Porém, o papel-chave do grupo na recuperação da marcha era desconhecido até agora.
Os nove pacientes do artigo participam, há algum tempo, de um estudo sobre estimulação elétrica epidural (EES), uma técnica desenvolvida meio século atrás para alívio de dor na coluna. Basicamente, o método consiste em implantar eletrodos sob o músculo e os ossos acima da dura-máter — a membrana mais externa do sistema nervoso. Esses dispositivos disparam correntes elétricas capazes de ativar neurônios da medula espinhal. Por isso, a abordagem tem sido utilizada mais recentemente nas pesquisas de reabilitação da função motora.
No laboratório Neurorestore do Instituto Federal de Tecnologia da Suíça, os cientistas, coordenados por Grégoire Courtine e Jocelyne Block, utilizaram a EES em seis pessoas com lesão grave — quando algumas conexões neuronais ainda estão preservadas, apesar da ausência de movimento — e em três com paralisia total. Durante cinco meses, os pacientes fizeram o tratamento, baseado em um novo eletrodo desenvolvido pela equipe. Enquanto recebiam a estimulação, todos foram capazes de andar com auxílio de um suporte robótico.
Mas o que chamou a atenção dos cientistas foi que, mesmo depois do processo de neurorreabilitação e já com a estimulação desligada, todos os pacientes, em maior ou menor grau, continuavam fazendo progresso na função motora. Isso indicou que as fibras nervosas que os músculos utilizam para a marcha haviam se reorganizado. Os pesquisadores, então, procuraram saber como isso aconteceu, uma informação que, segundo eles, é crucial para o desenvolvimento de tratamentos mais eficientes para pessoas com lesão na medula espinhal.
A equipe utilizou camundongos com as mesmas lesões na coluna que os pacientes e estimulou, eletricamente, a medula espinhal dos animais. Com uma técnica chamada optogenética, os cientistas puderam ativar e desligar células específicas durante o processo. Eles descobriram um subgrupo de neurônios que, em ratos saudáveis, não são necessários para a locomoção mas que, nos lesionados, foram cruciais para a recuperação da função motora.
"Estabelecemos a primeira 'cartografia molecular' 3D da medula espinhal", definiu, em um comunicado, o neurocientista Grégoire Courtine. De acordo com ele, esta foi a primeira vez em que pesquisadores conseguiram visualizar a atividade da medula espinhal durante a locomoção. "Nosso modelo nos permite observar o processo de recuperação com um grau de detalhamento aprimorado, no nível do neurônio." Assim, a equipe percebeu que, depois de ativadas eletricamente, as células SCVsx2::Hoxa10 se reorganizaram, permitindo a mobilidade apesar da lesão medular.
A neurocientista Stéphanie Lacour, do Instituto Federal de Tecnologia da Suíça, validou a pesquisa por meio de implantes peridural desenvolvidos em seu laboratório. O sistema permitiu não apenas estimular a medula espinhal, mas desativar seletivamente o grupo de neurônios que os pesquisadores acreditavam ser a peça-chave da reabilitação. Isso se mostrou verdade: quando essas células eram "desligadas", os camundongos pararam de andar imediatamente. Já nos animais saudáveis, o mesmo processo não teve efeito algum, significando que as SCVsx2::Hoxa10 estão diretamente associadas à reorganização neural de pacientes com lesão medular.
"É essencial que os neurocientistas sejam capazes de entender o papel específico que cada subpopulação neuronal desempenha em uma atividade complexa como caminhar", disse, em nota, Jocelyne Bloch, neurocirurgiã do Hospital Universitário de Lausanne e coautora do artigo. "Nosso novo estudo, no qual nove pacientes conseguiram recuperar algum grau de função motora graças aos implantes, está nos dando informações importantes sobre o processo de reorganização dos neurônios da medula espinhal. Podemos, agora, tentar manipular esses neurônios para regenerar a medula espinhal."
"Os autores são cautelosos porque, conhecendo a complexidade dos tipos celulares na medula espinhal, consideram que esse é apenas um dos envolvidos no processo, podendo haver outros grupos de neurônios participando de diferentes aspectos da recuperação", destaca Juan de Los Reyes Aguilar, pesquisador do Grupo de Neurofisiologia Experimental e Circuitos Neuronais do Hospital Nacional de Paraplégicos da Espanha, que não participou do estudo. "Eles também reconhecem que o trabalho (de identificação dos neurônios) foi feito em animais, e é possível que existam diferentes tipos de células entre as diferentes espécies. Portanto, será necessário confirmar posteriormente, em tecido post-mortem de humanos, que esses neurônios são modificados pelo efeito da terapia epidural", considera.
Porém, Aguilar destaca que "as perspectivas de melhores resultados são muito boas e possíveis". "Os passos que o grupo de Courtine tem dado nesse campo têm sido sólidos, e esse trabalho é um importante avanço construído sobre uma grande base de conhecimento, com a perspectiva de otimizar a terapia de reabilitação para pessoas com lesão medular. Deve-se considerar, a partir daqui, que a otimização das terapias pode ser alcançada combinando a estimulação epidural com melhores implantes e protocolos de estimulação adequados para gerar efeitos mais duradouros", opina.