Cercetările asupra bolii Alzheimer caută soluţii dincolo de tratamentele cu medicamente. O echipă de la Georgia Institute of Technology şi Emory University testează o metodă neinvazivă bazată pe lumină intermitentă şi sunet, cu scopul de a încetini declinul cognitiv.
O echipă de la Georgia Institute of Technology şi Universitatea Emory, din Statele Unite, condusă de specialistul în inginerie biomedicală, conf. univ. Annabelle Singer, studiază de câţiva ani modul în care tiparele de activitate electrică a neuronilor stau la baza memoriei şi cum sunt afectate acestea în boala Alzheimer. Pornind de la aceste date, cercetătoarea a dezvoltat o formă de stimulare cerebrală menită să susţină sănătatea creierului.
Abordarea diferă de cea a terapiilor medicamentoase, care vizează în principal procesele moleculare, precum acumularea sau modificarea unor proteine. Echipa analizează modul în care activitatea electrică a neuronilor contribuie la formarea memoriei, şi cum se modifică aceste tipare la pacienţii cu Alzheimer.
Dispozitivul aflat în faza de testare constă într-o pereche de ochelari care emit lumină intermitentă şi căşti care redau un sunet ritmic, la o frecvenţă de 40 Hz (40 de cicluri pe secundă). Stimularea este aplicată aproximativ o oră pe zi. Scopul este acela de a influenţa activitatea neuronală implicată în memorie şi de a evalua dacă această intervenţie poate încetini degradarea cognitivă.
Studiile preclinice şi un studiu de fezabilitate au arătat că expunerea zilnică la lumină şi sunet intermitent la 40 Hz timp de o oră ar putea încetini declinul cognitiv şi reducerea volumului unor regiuni ale creierului implicate în memorie.
Cercetătoarea precizează că intervenţia nu urmăreşte recuperarea memoriei deja afectate, ci încetinirea evoluţiei bolii.
„Abordăm boala Alzheimer dintr-o perspectivă complet diferită. Am identificat modul în care activitatea neuronală esenţială pentru memorie este afectată în Alzheimer. Pe baza acestor date, dezvoltăm o formă de stimulare cerebrală care ar putea susţine sănătatea creierului”, a declarat ea pentru CNN.
În timp ce companiile farmaceutice investesc zeci de miliarde de dolari în dezvoltarea de terapii medicamentoase, Singer a ales o direcţie complet diferită: un dispozitiv care arată ca o pereche de ochelari de schi şi căşti audio.
Ochelarii emit lumină intermitentă la o frecvenţă de aproximativ cinci ori mai mare decât cea a unui stroboscop obişnuit, iar căştile redau un sunet rapid, ritmic, cu clicuri şi semnale sonore scurte.
Prin această metodă, cercetătoriir încearcă să înţeleagă mecanismele memoriei la pacienţii cu Alzheimer, folosind lumina şi sunetul pentru a analiza modul în care perturbarea activităţii neuronale duce la afectarea memoriei.
O bandă luminoasă care pulsează la 40 Hz, similară celor utilizate în testele de stimulare cerebrală pentru pacienţii cu boală Alzheimer. Credit: Georgia Tech/Annabelle Singer
Este o formă neinvazivă de stimulare senzorială care a arătat rezultate promiţătoare în studii preclinice şi într-un studiu de fezabilitate. Aceste teste preliminare au indicat că expunerea zilnică, timp de o oră, la lumină şi sunet intermitent la 40 Hz ar putea încetini declinul cognitiv şi pierderea de volum în regiuni ale creierului esenţiale pentru memorie.
„Ambele rezultate sunt încurajatoare. Nu ştim dacă putem recupera deficitul de memorie deja existent. Obiectivul nostru este să încetinim degradarea care continuă”, a declarat Singer.
De ce o abordare atât de diferită?
Singer consideră de mult timp că medicamentele pentru tratamentul bolii Alzheimer implică prea multe potenţiale efecte adverse severe, fără o eficacitate suficient de bună. A vrut să afle dacă există o altă cale.
„Majoritatea cercetărilor în boala Alzheimer se concentrează la nivel molecular - pe modul în care proteinele se acumulează sau se modifică. Noi ne întrebăm cum se comportă electric neuronii pentru a genera memoria şi cum se schimbă aceste tipare la pacienţii cu Alzheimer”, a declarat ea.
În prezent este în desfăşurare un studiu clinic de fază 3, dublu-orb, care include aproape 700 de pacienţi în 70 de centre din Statele Unite. Studiul este coordonat de compania Cognito Therapeutics, specializată în dispozitive medicale portabile.
Finalizarea studiului este estimată pentru sfârşitul acestui an.
Un studiu anterior, realizat în colaborare cu Programul de Neurologie Cognitivă al Emory University, a evaluat 10 pacienţi cu tulburare cognitivă uşoară, care au urmat protocolul de stimulare timp de opt săptămâni. Cercetătorii au analizat lichidul cefalorahidian şi electroencefalogramele (înregistrări ale activităţii electrice a creierului). Au fost observate modificări ale tiparelor de conectivitate electrică după expunerea la stimulare.
Cel mai frecvent efect advers raportat în testul de fezabilitate a fost durerea de cap. Într-un alt test, la persoane cu tulburări convulsive, luminile intermitente nu au declanşat crize, iar cercetătorii au observat o reducere a activităţii convulsive subclinice. Mecanismele acestui efect sunt în continuare investigate.
Speranţa că lumina şi sunetul intermitent ar putea trata boala Alzheimer face un nou pas înainte prin acest studiu, care evidenţiază mecanisme biochimice clare: stimularea la 40 Hz declanşează o eliberare semnificativă de substanţe de semnalizare, numite citokine. Credit: Georgia Tech / Eavenson / Karcz (2020)
Boala Alzheimer afectează peste şapte milioane de persoane cu vârsta de 65 de ani şi peste în Statele Unite, iar numărul ar putea ajunge la 13,8 milioane până în 2060, în absenţa unor progrese medicale majore.
La nivel mondial, aproximativ 57 de milioane de persoane trăiesc cu demenţă, boala Alzheimer fiind cea mai frecventă formă, potrivit Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii (OMS).
În ultimii ani, autoritatea de reglementare FDA din Statele Unite a accelerat aprobarea unor medicamente precum lecanemab şi donanemab.
În studiile clinice, lecanemab a redus declinul cu 27% la 18 luni comparativ cu absenţa tratamentului, iar donanemab a fost asociat cu un risc cu aproximativ 35% mai mic de progresie a bolii la persoanele cu deficit cognitiv uşor.
Ambele terapii pot determina reacţii adverse severe, inclusiv edem sau hemoragie cerebrală, şi au un cost de aproximativ 30.000 de dolari pe an.
În acest context, cercetarea coordonată de Annabelle Singer propune o intervenţie neinvazivă, cu risc redus, care ar putea fi mai accesibilă.
Rezultatele studiului clinic de fază 3 vor arăta dacă stimularea cu lumină şi sunet la 40 Hz poate încetini în mod semnificativ declinul cognitiv la pacienţii cu boală Alzheimer.
Collette Thomas, doctorand în inginerie biomedicală la Georgia Tech, monitorizează neuroactivitatea, adică procesele de semnalizare electrică şi chimică din interiorul neuronilor, care susţin funcţionarea creierului, procesele cognitive şi reglarea funcţiilor organismului. Georgia Tech/Annabelle Singer
