Elizabeth Delacruz no puede gatear ni moverse como la mayoría de los jóvenes que se acercan a su segundo cumpleaños.
Un trastorno metabólico raro que diezmó su movilidad también la condujo a la ceguera cortical: su cerebro no puede procesar las imágenes recibidas de un conjunto de ojos marrones que, por lo demás, son saludables. Y varias veces al día Elizabeth sufre convulsiones que reducen continuamente su función cerebral.Solo puede ofrecer una sonrisa ocasional o emitir suaves sonidos burbujeantes para comunicar su estado de ánimo.
"Pero hace unos meses la escuché decir: 'Mamá' y comencé a llorar", dijo Carmen Mejía, con un sutil temblor en su voz al recordar la alegría de escuchar a su hija. "Esa es la primera vez que ellaDi algo."
La Sra. Mejia se da cuenta de que también puede ser la última, a menos que los médicos puedan encontrar una manera de detectar y prevenir las convulsiones epilépticas derivadas de una enfermedad terminal llamada deficiencia de piruvato deshidrogenasa PDHD, que ocurre cuando las mitocondrias no proporcionan suficiente energíapara las células.
Un estudio de UT Southwestern brinda a los padres como la Sra. Mejía una esperanza renovada para sus hijos: al monitorear la actividad cerebral de un tipo celular específico responsable de las convulsiones, los científicos pueden predecir convulsiones con al menos cuatro minutos de anticipación tanto en humanos como en ratones.Además, muestra que un ácido comestible llamado acetato puede prevenir eficazmente las convulsiones si se detectan con suficiente antelación.
Aunque la estrategia de predicción aún no se puede utilizar clínicamente, una tecnología móvil para medir la actividad cerebral tendría que desarrollarse, significa un avance potencial en un campo que solo había sido capaz de pronosticar convulsiones unos segundos antes.
"Muchas de las familias con las que me encuentro no solo están preocupadas por las convulsiones. El problema es la imprevisibilidad, el no saber cuándo y dónde podría ocurrir una convulsión", dijo el Dr. Juan Pascual, neurólogo pediátrico de OT Southwestern's O 'Donnell Brain Institute que dirigió el estudio publicado en Medicina traslacional de la ciencia . "Hemos encontrado un nuevo enfoque que algún día puede resolver este problema y esperamos ayudar a otros científicos a rastrear la raíz de las convulsiones para muchos tipos de epilepsia".
Teoría desacreditada
La diferencia crítica entre el estudio y los esfuerzos anteriores fue desacreditar la creencia de muchos años entre los investigadores de que la mayoría de las células en pacientes con epilepsia tienen mitocondrias que funcionan mal. De hecho, el equipo del Dr. Pascual pasó una década desarrollando un modelo de ratón PDHD que les permitió primerodescubrieron el defecto metabólico clave en el cerebro y luego determinaron que solo un solo tipo de neurona era responsable de las convulsiones como resultado del defecto metabólico. Se centraron en la actividad eléctrica de estas neuronas con un electroencefalograma EEG para detectar qué lecturas de ondas cerebrales señalaron unincautación próxima
"Es mucho más difícil predecir las convulsiones si no se conoce el tipo de célula y cómo se ve su actividad en el EEG", dijo el Dr. Pascual. "Hasta este hallazgo, pensamos que era una deficiencia global en las célulasasí que ni siquiera sabíamos buscar un tipo específico "
predicción de convulsiones
El estudio muestra cómo un modelo de ratón PDHD ayudó a los científicos a rastrear las convulsiones hasta neuronas inhibidoras cerca de la corteza que normalmente mantienen bajo control la actividad eléctrica del cerebro.
Luego, los científicos probaron un método para calcular cuándo ocurrirían convulsiones en ratones y humanos al revisar los archivos EEG y buscar actividad disminuida en las neuronas con deficiencia de energía. Sus cálculos les permitieron pronosticar el 98 por ciento de las convulsiones con al menos cuatro minutos de anticipación.
El Dr. Pascual tiene la esperanza de que su laboratorio pueda refinar los análisis de EEG para extender la ventana de advertencia por varios minutos más. Incluso entonces, en vivo, las predicciones clínicas no serán factibles a menos que los científicos desarrollen tecnología para interpretar automáticamente la actividad cerebral y calcular cuándo una convulsiónes inminente
Sin embargo, dijo, el descubrimiento de que se puede usar un solo tipo de célula para pronosticar las convulsiones es un hallazgo que cambia el paradigma que puede aplicarse a todas las enfermedades mitocondriales y epilepsias relacionadas.
Terapia potencial
Los esfuerzos continuos del Dr. Pascual para extender el tiempo de predicción pueden ser un paso crucial para utilizar el otro hallazgo intrigante del estudio: el uso de acetato para prevenir las convulsiones.
El estudio mostró que administrar acetato al torrente sanguíneo de los ratones PDHD les dio a sus neuronas suficiente energía para normalizar su actividad y disminuir las convulsiones mientras el acetato estuviera en el cerebro. Sin embargo, el Dr. Pascual dijo que el acetato probablemente necesitaría mástiempo, tal vez 10 minutos o más, para que surta efecto en humanos si se toma por vía oral.
El acetato, que ocurre naturalmente en algunos alimentos, se ha utilizado en pacientes durante décadas, incluidos los recién nacidos que necesitan nutrición intravenosa o pacientes cuyo metabolismo se ha detenido. Pero aún no se había establecido como un tratamiento eficaz para las enfermedades mitocondriales subyacentes a la epilepsia.
Entre las razones, dijo el Dr. Pascual, es que los laboratorios han luchado para crear un modelo animal de tales enfermedades para estudiar sus efectos; su propio laboratorio pasó aproximadamente una década haciéndolo. Otra es la aceptación generalizada de la dieta cetogénica para reducirla frecuencia de las convulsiones
Pero en medio de una creciente preocupación por los efectos secundarios potencialmente no saludables de las dietas cetogénicas, el Dr. Pascual ha estado investigando alternativas que pueden reabastecer el cerebro de manera más segura y mejorar la cognición.
convulsiones frecuentes
A Elizabeth, entre un puñado de pacientes cuyos datos de EEG se utilizaron en el nuevo estudio, se le ha recetado una dieta cetogénica y algunas vitaminas para controlar las convulsiones. Su familia ha visto poca mejoría. Elizabeth a menudo tiene más de una docena de convulsiones por díay sus músculos y cognición continúan disminuyendo. No puede mantener la cabeza erguida y su madre se pregunta cuántas convulsiones más puede soportar su cerebro.
Elizabeth tenía solo unos meses cuando le diagnosticaron PDHD, que ocurre cuando las células carecen de ciertas enzimas para convertir eficientemente los alimentos en energía. Los pacientes que muestran estos primeros signos a menudo no sobreviven más allá de unos pocos años.
La Sra. Mejia hace lo que puede para consolar a su hija, con la esperanza de que el trabajo del Dr. Pascual algún día pueda cambiar el pronóstico para PDHD. La Sra. Mejia canta, habla y ofrece animales de peluche y otros juguetes a su hija. Aunque ellala niña no puede ver, los objetos ofrecen un cierto grado de estimulación mental, dijo.
"Es muy difícil verla pasar por esto", dijo Mejia. "Cada vez que tiene una convulsión, su cerebro empeora. Todavía espero que algún día pueda recibir un tratamiento que pueda detener todo esto y hacer quesu vida mejor "
'Grandes preguntas'
El Dr. Pascual ya está realizando investigaciones adicionales sobre los tratamientos con acetato, con el objetivo de lanzar un ensayo clínico para pacientes como Elizabeth en los próximos años.
Su laboratorio también está investigando otras afecciones de epilepsia, como la deficiencia del transportador de glucosa tipo I Glut1, para determinar si las neuronas inhibidoras en otras partes del cerebro son responsables de las convulsiones. De ser así, los hallazgos podrían proporcionar evidencia sólida dedonde los científicos deberían mirar en el cerebro para detectar y prevenir el mal funcionamiento de las neuronas.
"Es un momento emocionante, pero hay mucho que debe suceder para que esta investigación sea útil para los pacientes", dijo el Dr. Pascual. "¿Cómo encontramos una forma automatizada de detectar la actividad neuronal cuando los pacientes están lejos del laboratorio?¿Cuáles son las mejores formas de intervenir cuando sabemos que se avecina una incautación? Estas son grandes preguntas que el campo aún necesita responder "
Sobre el estudio
El estudio fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud, The Once Upon a Time Foundation y donaciones de pacientes.
Los colaboradores que ayudaron al Dr. Pascual a desarrollar el modelo de mouse PDHD incluyen a los doctores Vikram Jakkamsetti, Isaac Marin-Valencia y Qian Ma.
El Dr. Pascual es profesor de Neurología y Neuroterapéutica, Pediatría y Fisiología en el Peter O'Donnell Jr. Brain Institute y el Centro Eugene McDermott para el Crecimiento y el Desarrollo Humano. Es titular de la Cátedra Once Upon a Time Foundation enEnfermedades neurológicas pediátricas y la cátedra distinguida Ed y Sue Rose en neurología.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por UT Southwestern Medical Center . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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