Más de 30 años de investigación de los circuitos cerebrales que intervienen en las convulsiones han demostrado que la inhibición de la sustancia negra pars reticulata (SNpr) –porción heterogénea del mesencéfalo y un elemento importante del sistema de ganglios basales– atenúa las convulsiones, sin embargo, los circuitos que median este efecto siguen sin ser esclarecidos.

Para abordar esta brecha, un equipo de investigadores de la Universidad de Georgetown realizó un estudio en modelos animales y encontró que la inhibición optogenética de la SNpr ejerce un potente control sobre la actividad convulsiva.

Un enfoque atractivo

El hallazgo puede tener una implicación traslacional significativa para individuos con sitios desconocidos o multifocales de inicio de crisis o tipos de crisis múltiples, por lo que inhibir la SNpr puede ser un enfoque particularmente atractivo para la supresión de ataques convulsivos.

Los resultados del estudio representan un aporte valioso a la comprensión del papel que juegan las vías neuronales de la SNpr en el control de las convulsiones.

Para el estudio, el equipo de investigación realizó una serie de experimentos utilizando cuatro modelos de ratas genéticamente diseñadas para reflejar un tipo diferente de convulsiones generalizadas que se observan en las epilepsias humanas (ausencia de gamma-butirolactona, evocadas en el prosencéfalo tónico-clónico, cortical eviforme y convulsiones tónico-clónicas del tronco encefálico).

Este enfoque proporciona una medida de si las manipulaciones de la SNpr tienen un efecto específico en el tipo de ataque o si tienen un efecto generalizado.

Valiéndose de electroencefalografía, grabación de unidades múltiples y avanzadas técnicas de estimulación optogenética que implicaron la colocación de canales iónicos sensibles a la luz en las neuronas de la SNpr, el equipo pudo “silenciar” la actividad de los cuerpos celulares SNpr, y en algunos casos, las áreas a las que se proyectan estas neuronas.

Convulsiones “desactivadas”

El equipo evidenció que esta manipulación de los circuitos neuronales de la SNpr condujo a una desactivación de las convulsiones, mostrando que aunque los ataques pueden originarse en diferentes áreas de cerebro, todas pueden controlarse abordando la SNpr o sus axones neuronales.

Las convulsiones ocurren cuando la comunicación entre las células nerviosas en el cerebro falla.

El equipo explica que los resultados del estudio muestran que el espectro completo de efectos anticonvulsivos logrados mediante el silenciamiento de los cuerpos celulares en la SNpr puede recapitularse mediante la inhibición selectiva de sus proyecciones.

Respecto a los hallazgos, el doctor Patrick A. Forcelli, afiliado al Departamento de Farmacología y Fisiología de la Universidad Georgetown y autor principal de la investigación, indicó:

“No podemos enfocar la terapia si no sabemos cómo funcionan los circuitos cerebrales. Nuestro estudio muestra que silenciar un área que un SNpr proyecta para desactivar ataques específicos sugiere una terapia mucho más focalizable, un entendimiento que pudiera ser aplicable en las terapias de estimulación cerebral profunda”.

En última instancia, señalan los investigadores, los resultados del estudio representan un aporte valioso a la comprensión del papel que juegan las vías neuronales de la SNpr individuales en el control de las convulsiones.

Referencia: Descending projections from the substantia nigra pars reticulata differentially control seizures. PNAS, 2019. https://doi.org/10.1073/pnas.1908176117