Într-un studiu care a folosit șoareci modificați genetic, cercetătorii de la Johns Hopkins au descoperit noi detalii moleculare care par să explice cum terapia electroconvulsivă (ECT) ameliorează rapid depresia severă la mamifere, probabil inclusiv la oameni. Modificările moleculare permit o mai mare comunicare între neuronii dintr-o anumită parte a creierului, cunoscută, de asemenea, pentru a răspunde la medicamentele antidepresive.
Într-un raport al studiului lor, publicat online în octombrie. 20 în Neuropsychopharmacology, cercetătorii spun că descoperirile ar trebui să ajute la avansarea dezvoltării unor tratamente care să facă ceea ce face ECT fără riscurile și efectele secundare.
Noi celule cerebrale se dezvoltă în hipocampul creierului după terapia electroconvulsivă la un șoarece sănătos (sus) și la un șoarece căruia îi lipsește proteina Narp (jos). Noile celule de la șoarecii lipsiți de Narp au mai puține dendrite ramificate, necesare pentru comunicarea cu celulele cerebrale din apropiere, decât șoarecii sănătoși.
„ECT este cel mai eficient tratament disponibil pentru depresia severă și rezistentă la tratament, dar necesită anestezie și poate provoca efecte secundare, cum ar fi pierderea memoriei”, spune Irving Michael Reti, M.B.B.S., M.D., director al Programului de stimulare a creierului și profesor asociat de psihiatrie și științe comportamentale la Facultatea de Medicină a Universității Johns Hopkins. „Aflarea modului exact în care ECT acționează asupra creierului este esențială pentru a găsi alternative mai bune.”
Noul studiu extinde munca lui Reti și a colegilor săi, ale căror cercetări s-au concentrat recent asupra unei gene din hipocampul creierului de șoarece care produce proteina Narp, despre care s-a demonstrat că este legată de dependență și de așa-numitele „comportamente motivate” cu mai bine de un deceniu în urmă, pe când Reti lucra cu Jay Baraban la Johns Hopkins.
ECT, administrată pacienților depresivi sub anestezie și după administrarea unui relaxant muscular, trimite impulsuri electrice la creier prin intermediul unor electrozi aplicați pe cap. Stimularea electrică declanșează o criză convulsivă. Repetată de câteva ori pe săptămână pentru o perioadă scurtă de timp, ECT elimină simptomele depresive pentru o perioadă îndelungată la mulți pacienți.
Lucrând cu șoareci, Reti și alții au arătat anterior că în câteva minute de la ECT, anumite gene, în special Narp, sunt activate în hipocampus, o mică parte a creierului în formă de căluț de mare din lobul temporal care ajută la reglarea emoțiilor.
Pentru noul studiu care explorează rolul Narp în ECT, cercetătorii au folosit șoareci sănătoși și șoareci crescuți genetic pentru a fi lipsiți de Narp.
Șoarecii din ambele grupuri au fost supuși la ECT timp de cinci ședințe, administrate prin intermediul unor electrozi cu clește de ureche. Separat, ambele tipuri de șoareci au beneficiat de proceduri „simulate” fără impuls electric ca și controale. Fiecare sesiune de ECT a livrat un impuls electric de 0,5 milisecunde timp de 1 secundă, cu o frecvență de 100 Hertz și un curent de 40 miliamperi, aproximativ 5 la sută din încărcătura electrică totală administrată unui pacient uman.
În continuare, cercetătorii au măsurat comportamentul șoarecilor folosind un test de înot bine cunoscut, în care animalele sunt plasate într-un rezervor plin cu apă, în timp ce cercetătorii măsoară cât timp înoată în comparație cu cât timp plutesc.
Un șoarece deprimat va petrece mai mult timp plutind, similar cu renunțarea la înotul activ, decât un șoarece nedeprimat. Într-un test de șase minute, șoarecii sănătoși au petrecut aproximativ 50 de secunde din ultimele patru minute plutind, în timp ce șoarecii fără Narp au petrecut aproximativ 80 de secunde plutind în acest interval de timp.
Cercetătorii spun că rezultatele arată că Narp este o țintă specifică necesară pentru impactul ECT ca antidepresiv.
Atât la șoarecii sănătoși, cât și la șoarecii fără Narp, ECT a activat gena c-Fos cunoscută pentru a activa și mai multe gene activate de ECT în decurs de o oră după ultima sesiune de ECT.
Se știa deja că, la câteva săptămâni după o procedură ECT sau după administrarea unui antidepresiv eficient, celulele stem din hipocampus se activează și produc mai multe copii ale neuronilor hipocampali.
Pentru a vedea dacă Narp a jucat un rol în producerea acestor noi celule la șoareci, cercetătorii au injectat o moleculă sintetică, BrdU, pentru a marca și a permite detectarea celulelor nou create care vor deveni neuroni în hipocampus. Atât șoarecii sănătoși, cât și șoarecii fără Narp au avut un număr de trei ori mai mare de celule noi în hipocampus după ECT decât șoarecii cărora li s-a aplicat procedura simulată.
Cercetătorii au analizat, de asemenea, dendritele care cresc din aceste noi celule cerebrale, proiecții care se întind și comunică cu celulele vecine. Ei au vizualizat dendritele prin colorarea lor cu proteina DCX, care se leagă de scheletul celulei. La aproximativ 24 de ore după ultima sesiune de ECT, atât la șoarecii sănătoși, cât și la șoarecii lipsiți de Narp, au descoperit că noile celule de la șoarecii lipsiți de Narp aveau mult mai puține ramificații pe dendrite decât celulele găsite în hipocampul șoarecilor sănătoși.
„Ceea ce ne spun toate acestea este că Narp pare să reglementeze comunicarea cu alți neuroni prin formarea de noi sinapse, sau conexiuni, și acesta ar putea fi modul în care, în parte, își pune în aplicare efectele antidepresive în urma ECT”, spune Reti.
Cercetătorii au testat șoareci sănătoși pentru a vedea dacă aceștia au răspuns la medicamente antidepresive. Folosind testul de înot forțat, ei au constatat că șoarecii cărora li s-au administrat 10 miligrame pe kilogram de ketamină injectată au plutit timp de aproximativ 75 de secunde, comparativ cu 110 secunde în cazul șoarecilor cărora nu li s-a administrat medicamentul. Cercetătorii s-au uitat apoi la șoarecii fără Narp pentru a vedea dacă aceștia au răspuns la ketamină. Șoarecii fără Narp cărora nu li s-a administrat medicamentul au plutit timp de aproximativ 110 secunde, în timp ce șoarecii fără Narp cărora li s-a administrat ketamină au plutit timp de aproximativ 90 de secunde.
„Ceea ce sugerează acest lucru este că pierderea Narp nu afectează răspunsul la ketamină, ceea ce înseamnă că antidepresivul ar putea acționa printr-un mecanism diferit de cel al ECT, sugerând că ar putea exista mai multe modalități de a trata depresia, inclusiv căi necunoscute care folosesc mecanismul ECT”, spune Reti.
Alți autori ai studiului au fost Andrew Chang, Punit Vaidya, Edward Retzbach, Sunho Chung, Urian Kim, Kathryn Baselice, Alec Stepanian, Melissa Staley, Lan Xiao, Ashley Blouin, Sungho Han, JohgAh Lee, Paul Worley, Kellie Tamashiro, Kerri Martinowich, Mary Ann Wilson și Jay Baraban de la Johns Hopkins; Kristen Maynard de la Lieber Institute for Brain Development și Barbara Hempstead de la Weill Cornell Medical College.
Studiul a fost finanțat prin granturi de la National Institute on Drug Abuse (R01 DA016303), National Institute of Neurological Disorders and Stroke (R01 NS039156), Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development (U54 HD079123) și Eric și Alison Jager.
COI: Reti și Vaidya au primit materiale gratuite de la Neuronetics, Inc. Reti face parte dintr-un studiu clinic TMS cu Brainsway, Inc. și Departamentul de Apărare al SUA.
Comunicat de presă original: Cum ameliorează terapia electroconvulsivă depresia prin experimente pe animale
.