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Pesquisadores da Case Western Reserve restauram a respiração e a parte anterior da perna em ratos com lesão medular crônica

Posted by on nov 28, 2018

Milhões de pessoas em todo o mundo estão vivendo com lesões crônicas na medula espinhal, com 250.000 a 500.000 novos casos a cada ano – a maioria de colisões de veículos ou quedas. As lesões mais graves na medula espinhal paralisam completamente suas vítimas e mais da metade prejudicam a capacidade de respiração de uma pessoa. Agora, um estudo inovador publicado na Nature Communicationsdemonstrou, em modelos animais de lesão crônica, que os efeitos devastadores, a longo prazo, do trauma da medula espinhal na respiração e na função do membro podem ser reversíveis.

O novo estudo descreve um regime de tratamento que ajuda a despertar certos tipos especiais de células nervosas que podem regenerar extensões, chamadas axônios, dentro da medula espinhal danificada. Ratos com medula espinhal cortados pela metade na segunda vértebra cervical (C2) recuperaram o diafragma completo e a função de membro anterior parcial no lado cortado após o tratamento. Os efeitos de recuperação da terapia foram totalmente mantidos seis meses após o término do tratamento.

“Pela primeira vez, restauramos permanentemente tanto a função respiratória como algumas funções do braço em uma forma de paralisia induzida por lesão medular cervical alta e crônica. A recuperação completa, especialmente da respiração, ocorre rapidamente após uma vida quase paralisada em um modelo de roedor ”, diz o autor sênior Jerry Silver, PhD, professor de neurociências na Escola de Medicina da Universidade Case Western Reserve.

O tratamento aproveita a capacidade inata do organismo para brotar muito lentamente novos ramos do axônio a partir de uma sub-população de células nervosas que permanecem intactas abaixo da lesão. A atividade desses novos ramos é completamente sufocada por uma família de moléculas potencialmente inibitórias chamadas proteoglicanos. Silver disse, “A estratégia era usar uma injeção simples e única de uma enzima, condroitinase, que decompõe as moléculas inibidoras de proteoglicanos. A enzima foi administrada, não dentro da própria lesão, mas abaixo da medula espinhal onde existem células nervosas motoras que enviam axônios para o diafragma e antebraço ”.

Nos animais tratados imediatamente após a lesão medular, a enzima ajudou apenas marginalmente a restaurar o crescimento nervoso com mínima recuperação funcional.No entanto, em animais tratados muito tempo após a lesão, os efeitos terapêuticos da enzima foram notavelmente melhores. Em menos de uma semana após o tratamento em ratos cronicamente lesionados, novas extensões nervosas começaram a restaurar a função do diafragma que permaneceu em silêncio por muitos meses. Setenta por cento dos ratos tratados com a enzima cronicamente, também começaram a usar seus membros anteriores para se movimentar e explorar seu ambiente (em comparação com apenas 30 por cento dos animais de controle).

“Surpreendentemente, a técnica funcionou muito melhor em estágios crônicos do que em fases agudas após a lesão”, diz Silver. Quanto mais tempo os animais ficaram paralisados, maiores foram os efeitos restauradores da enzima. A equipe de Silver descobriu que, mesmo após um ano e meio sem precedentes após a lesão na medula espinhal, o tratamento poderia recuperar a atividade total dos diafragmas de ratos.Uma semana após o tratamento, 60 por cento dos animais melhoraram a função do diafragma. Duas semanas depois, todos os ratos mostraram melhora, mesmo que a paralisia tenha durado a maior parte de suas vidas.

Curiosamente, expor os ratos a breves períodos de baixos níveis de oxigênio, uma terapia respiratória conhecida como hipóxia aguda intermitente, ajudou a fortalecer as crescentes extensões de nervos, proporcionando um benefício adicional. No entanto, a equipe de Silver descobriu que quando os ratos foram tratados com a enzima combinada com quantidades excessivas de terapia respiratória, os ratos desenvolveram atividade caótica em seus diafragmas uma vez paralisados. Os pesquisadores levantaram a hipótese de que o potencial de atividade altamente anormal pode ser o motivo pelo qual o corpo libera moléculas inibitórias para impedir a regeneração funcional do axônio na medula espinhal. Eles agora estão trabalhando para otimizar a terapia combinada para maximizar a recuperação, especialmente no antebraço e na pata.

“Nossos dados ilustram a relativa facilidade com que um sistema motor essencial pode recuperar a funcionalidade meses a anos após uma lesão grave na medula espinhal”, diz Silver. “O regime de tratamento em nosso estudo é relevante para vários tipos de traumas espinhais incompletos crônicos, e esperamos que ele também possa ajudar a restaurar a função motora após a lesão da medula espinhal em humanos.”

Silver, autora sênior do novo estudo, colaborou com pesquisadores da Divisão de Cuidados Intensivos Pulmonares e Medicina do Sono na Faculdade de Medicina da Case Western Reserve, do Departamento de Pediatria do Rainbow Babies and Children’s Hospital e do Centro de Pesquisas da Medula Espinhal e Lesão Cerebral. na Universidade de Kentucky para esta pesquisa. O primeiro autor do estudo foi Phillipa Warren, PhD, pós-doutorado na CWRU School of Medicine.

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O apoio financeiro para o estudo foi fornecido pelo The International Spinal Research Trust (STR117 para WJA, JS e PMW), Fundação Craig H. Neilsen (221988 para WJA), Wings for Life (WFL-US-027/14 para PMW), os Institutos Nacionais de Saúde (NS025713 a JS; R21OD018297 e R01NS101105 a WJA), O Fundo Brumagin-Nelson, o Fundo de Lesão Medular da Região de Hong Kong, o Fundo da Família Kaneko e a Paralisia de Luta Unite 2.

Warren PM, et al. “Restauração rápida e robusta da respiração por muito tempo após a lesão da medula espinhal”. Nature Communications . DOI: 10.1038 / s41467-018-06937-0.

Para mais informações sobre a Escola de Medicina da Universidade Case Western Reserve, visite: case.edu/medicine

Fonte: http://casemed.case.edu

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