Um estudo recente do Baylor College of Medicine e do Texas Children’s Hospital identificou um padrão específico de atividade neural como um novo biomarcador para prever e monitorar com precisão o estado clínico de indivíduos com transtorno obsessivo-compulsivo (TOC) que passaram por estimulação cerebral profunda (ECP), uma abordagem terapêutica emergente para transtornos psiquiátricos graves. O estudo, liderado pelos Drs. Sameer Sheth e Wayne Goodman, juntamente com os coautores principais, Drs. Nicole Provenza, Sandy Reddy e Anthony Allam, foi publicado em Medicina Natural.
“Avanços recentes na neuromodulação cirúrgica permitiram o monitoramento contínuo de longo prazo da atividade cerebral em pacientes com TOC durante suas vidas cotidianas”, disse a Dra. Nicole Provenza, professora assistente no Baylor College of Medicine e McNair Scholar. “Usamos essa nova oportunidade para identificar assinaturas neurais importantes que podem atuar como preditores do estado clínico em doze indivíduos com TOC resistente ao tratamento que estavam recebendo terapia DBS.”
A ECP está emergindo como um tratamento eficaz para TOC grave e resistente ao tratamento
TOC é uma condição de saúde mental comum e debilitante que afeta 2-3% da população mundial. Cerca de dois milhões de pessoas nos EUA sofrem de TOC. Em casos graves, os pacientes passam uma quantidade extraordinária de tempo realizando compulsões repetitivas e aparentemente sem sentido e perseverando em pensamentos intrusivos. O TOC tem um grande impacto no bem-estar e na qualidade de vida dos pacientes e seus cuidadores e pode interferir na capacidade de manter o emprego e os relacionamentos. Embora a psicoterapia e os medicamentos sejam eficazes na maioria dos indivíduos afetados, aproximadamente 20-40% dos indivíduos com TOC grave são resistentes a esses tratamentos convencionais.
Desde o início dos anos 2000, a terapia DBS tem sido usada para modular a atividade neural em regiões específicas do cérebro ligadas aos sintomas de TOC. Muitos pacientes que se qualificam para essa terapia não receberam benefícios suficientes das terapias convencionais. Nessa população resistente ao tratamento, cerca de dois terços dos pacientes mostram melhora significativa nos sintomas de TOC após DBS.
Assim como os dispositivos de marcapasso regulam a atividade elétrica no coração, os dispositivos DBS regulam a atividade elétrica no cérebro. Os dispositivos DBS carregam impulsos elétricos do gerador, normalmente implantado na parte superior do tórax, por meio de um par de fios finos para regiões-alvo específicas no cérebro. O ajuste preciso dos parâmetros de estimulação permite que os pulsos elétricos restaurem um circuito cerebral disfuncional a um estado saudável.
A ECP é um procedimento aprovado pela FDA, comumente usado para tratar distúrbios do movimento, como tremores essenciais e doença de Parkinson, e está sendo cada vez mais usado para tratar TOC grave.
“Temos visto um progresso notável no campo da pesquisa de DBS, uma tecnologia que tem sido usada há décadas para tratar distúrbios do movimento”, disse o Dr. John Ngai, Diretor do Pesquisa cerebral por meio do avanço de neurotecnologias inovadoras® Initiative (The BRAIN Initiative®) no National Institutes of Health, que forneceu financiamento parcial para este estudo. “O avanço relatado aqui representa apenas um em uma crescente lista de histórias de sucesso onde a BRAIN Initiative ajudou a desenvolver uma nova geração de tecnologias DBS, trazendo tratamentos para condições como TOC para mais perto da clínica.”
Necessidade de um biomarcador clínico para monitorar a resposta do paciente com TOC à ECP
Definir a dose correta é muitas vezes mais difícil para transtornos psiquiátricos como TOC do que para transtornos de movimento. “Em pacientes com transtornos de movimento, é mais óbvio quando a entrega e o ajuste da estimulação estão corretos porque movimentos anormais como tremores ou rigidez diminuem imediatamente”, disse o Dr. Sheth, professor e vice-presidente de pesquisa no Departamento de Neurocirurgia do Baylor College of Medicine, diretor dos Laboratórios da Gordon and Mary Cain Pediatric Neurology Research Foundation e pesquisador do Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute no Texas Children’s Hospital. “No entanto, é muito mais difícil atingir esse nível de programação DBS precisa para TOC e outros transtornos psiquiátricos porque há um longo atraso entre o início da estimulação e a melhora dos sintomas. É difícil saber qual ajuste específico levou a uma mudança específica meses depois. Nosso objetivo ao realizar este estudo foi, portanto, encontrar um biomarcador neural confiável para nos guiar durante o gerenciamento do DBS e monitorar remotamente as mudanças nos sintomas de nossos pacientes. Isso é particularmente importante porque vários de nossos pacientes viajam longas distâncias de todo o país ou do mundo para obter tratamento DBS, que para TOC é atualmente oferecido apenas em poucos centros especializados.”
Visando a raiz do problema do TOC
Para identificar um alvo ideal para desenvolver um biomarcador, a equipe se concentrou em um dos comportamentos mais característicos do TOC — a tendência à evitação patológica. Indivíduos com TOC frequentemente sofrem de evitação difícil de controlar de dano ou sofrimento em potencial. Ao tentar evitar tais ameaças percebidas na vida diária, eles são frequentemente atormentados por pensamentos internos intrusivos e medos irracionais (obsessões), que levam a rotinas rígidas e comportamentos repetitivos (compulsões).
O objetivo da equipe era entender como as oscilações cerebrais de baixa frequência na faixa teta (4-8 Hz) a alfa (8-12 Hz), que foram descobertas por um grande corpo de literatura científica como tendo um papel proeminente nos processos cognitivos, foram alteradas em indivíduos com TOC grave e resistente ao tratamento. Para fazer isso, eles aproveitaram um novo recurso dos dispositivos DBS modernos — a capacidade de não apenas fornecer estimulação, mas também registrar a atividade cerebral.
Geralmente, estudos que monitoram padrões de atividade cerebral são projetados para serem episódios breves que são conduzidos enquanto os participantes realizam uma tarefa cognitiva específica. No entanto, este estudo é único porque os pesquisadores foram capazes de usar o sistema DBS para monitorar continuamente os padrões de atividade cerebral no fundo das atividades cotidianas. Esta característica do estudo trouxe a pesquisa para as vidas naturais dos participantes do estudo, em vez de confiná-la a configurações laboratoriais não naturais.
As gravações começaram após a implantação do sistema DBS. Como a estimulação é tipicamente iniciada dias ou semanas depois, a equipe conseguiu medir os padrões de atividade neural no estado severamente sintomático. Curiosamente, eles descobriram que a atividade neural do estriado ventral de 9 Hz (borda teta-alfa) demonstrou um ritmo circadiano proeminente que flutuou ao longo do ciclo de 24 horas.
“Antes da ECP, observamos um padrão de atividade neural extremamente previsível e periódico em todos os participantes”, disse o Dr. Goodman, professor e titular da Cátedra DC e Irene Ellwood de Psiquiatria no Departamento Menninger de Psiquiatria e Ciências Comportamentais da Faculdade de Medicina Baylor. “No entanto, após a ativação do DBS, conforme os indivíduos começaram a responder e melhorar sintomaticamente, vimos uma quebra neste padrão previsível. Este é um fenômeno muito interessante e temos uma teoria para explicá-lo. Indivíduos com TOC têm um repertório limitado de respostas a qualquer situação. Eles frequentemente realizam os mesmos rituais repetidamente e raramente variam suas rotinas ou se envolvem em novas atividades, o que pode resultar em alta previsibilidade de atividade nesta região do cérebro. No entanto, após a ativação do DBS, seu repertório comportamental é expandido; eles podem responder de forma mais flexível às situações e não ser apenas motivados por um forte desejo de evitar gatilhos de TOC. Este repertório expandido pode ser um reflexo do padrão de atividade cerebral mais diverso. Assim, achamos que esta perda de uma atividade neural altamente previsível indica que os participantes se envolveram em menos comportamentos repetitivos e compulsivos de TOC.”
“Em resumo, identificamos um biomarcador neurofisiológico que pode servir como um indicador confiável de melhorias no humor e comportamentos em pacientes com TOC após o tratamento DBS. Prevemos que essas descobertas transformarão a maneira como os pacientes são monitorados durante a terapia DBS”, acrescentou o Dr. Sheth, que também é um McNair Scholar e Cullen Foundation Endowed Chair no Baylor College of Medicine.
“Incorporar essas informações em um painel voltado para o clínico, por exemplo, poderia ajudar a orientar a entrega da terapia, desmistificando assim o processo de programação DBS para TOC e tornando a terapia mais acessível a um número maior de clínicos e pacientes. Além disso, estamos animados com a possibilidade potencial de que tais assinaturas de atividade neural semelhantes possam estar subjacentes a outros transtornos neuropsiquiátricos e possam servir como biomarcadores para diagnosticar, prever e monitorar essas condições”, concluiu o Dr. Provenza.
