Las personas con epilepsia experimentan convulsiones incontroladas que pueden afectar la calidad de vida y causar un estigma que conduce al aislamiento social. La condición neurológica puede limitar algunas actividades que la mayoría de las personas dan por sentado, como mantener el trabajo u operar un vehículo. Investigadores de la Universidad dePensilvania y financiado por el Instituto Nacional de Imagen Biomédica y Bioingeniería NIBIB han desarrollado una técnica de imagen cerebral no invasiva para una clase de pacientes cuyos síntomas de epilepsia no responden al tratamiento farmacológico y que, de lo contrario, serían malos candidatos para cirugías para aliviar las convulsiones.
La epilepsia afecta a aproximadamente 65 millones de personas en todo el mundo. Los medicamentos para controlar las convulsiones son ineficaces en aproximadamente un tercio de estos pacientes. Alternativamente, los médicos pueden realizar una cirugía para eliminar la fuente de las convulsiones, que a menudo es una lesión o cicatrización en el cerebroLos procedimientos de imagen convencionales, como la resonancia magnética MRI y la tomografía por emisión de positrones PET ayudan a los cirujanos a identificar y eliminar las lesiones cerebrales. Sin embargo, aproximadamente un tercio de las personas con epilepsia resistente a los medicamentos no tienen lesiones que las imágenes cerebrales convencionales puedenAhora, los investigadores informan de una nueva técnica de imagen especializada que puede rastrear la ubicación de las convulsiones que no se detectan con resonancia magnética convencional o PET.
La técnica de imagen, conocida como transferencia de saturación de intercambio químico de glutamato GluCEST, fue desarrollada en el laboratorio del autor principal Ravinder Reddy, Ph.D., profesor de radiología y director del Centro de Resonancia Magnética y Óptica de la Universidad de PennsylvaniaImágenes. El trabajo se informa en la edición de octubre de Medicina traslacional de la ciencia .
"Esta técnica de resonancia magnética no invasiva muestra distintos patrones y cambios en los niveles de glutamato en las estructuras cerebrales que podrían ser indicativos de trastornos neurológicos", explica Richard Conroy, Ph.D., director de la División de Ciencia y Tecnología Aplicadas de NIBIB ".El equipo de investigación está buscando el seguimiento del glutamato porque es un aminoácido clave involucrado en la transmisión de señales entre las neuronas, lo que lo convierte en un marcador potencial para identificar la región del cerebro donde el disparo anormal de las neuronas podría causar ataques epilépticos ".
Normalmente, el glutamato actúa como una señal excitadora que transmite mensajes a través del cerebro y luego se disipa rápidamente. En estudios anteriores, los investigadores demostraron que el glutamato no se disipa en animales y humanos con epilepsia, lo que resulta en una acumulación de glutamato que causa una sobreestimulacióny el inicio de las convulsiones.
La técnica de resonancia magnética especializada se basa en propiedades químicas únicas del glutamato que permiten visualizar las moléculas de agua que rodean al químico a una resolución muy alta. El aumento de la señal de las moléculas de agua circundantes indica un aumento en los niveles de glutamato.
Los investigadores estudiaron cómo las imágenes GluCEST detectan el glutamato en el hipocampo. El hipocampo es un área bilateral del cerebro involucrada en la navegación espacial y la conversión de pensamientos a corto plazo en recuerdos a largo plazo. Las convulsiones a menudo se originan en los lóbulos temporales delcerebro, que incluye las mitades derecha e izquierda del hipocampo.
En cuatro pacientes con epilepsia resistente a los medicamentos, las imágenes de GluCEST permitieron a los investigadores detectar niveles consistentemente más altos de glutamato en el lado del hipocampo donde se originaron las convulsiones epilépticas. Los investigadores confirmaron los resultados con electroencefalografía, que identifica el lado del cerebroemitiendo ondas irregulares a medida que se produce una convulsión. En 11 individuos sanos sometidos a pruebas de comparación, la señal de GluCEST para glutamato era el equivalente, o normal, a ambos lados del hipocampo.
"La demostración de que GluCEST puede localizar puntos calientes de glutamato aumentado es un paso prometedor hacia un tratamiento mejorado", dice Kathryn Davis, MD, profesora asistente de neurología en la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pennsylvania y autora principal delestudio. "Encontrar los focos epilépticos en una región específica del cerebro brinda a los médicos información crítica para guiar las terapias dirigidas que tienen el potencial de controlar las convulsiones en pacientes que actualmente no tienen opciones de tratamiento".
Los investigadores son optimistas de que la técnica de imagen GluCEST ofrece a los pacientes la posibilidad de tratamientos de epilepsia expandida, que podrían incluir cirugía o terapia de ablación con láser. La neuroestimulación, estimulación eléctrica similar a la terapia para pacientes con enfermedad de Parkinson, también puede reducirexcitación anormal que produce movimientos erráticos y convulsiones.
La investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud a través de una subvención EB015893 de NIBIB y una subvención del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares. Financiamiento adicional fue proporcionado por un Premio Piloto McCabe y un Centro de Biomedicina de la Universidad de PennsylvaniaPremio de semillas de informática y análisis de imágenes.
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Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Imagen Biomédica y Bioingeniería . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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