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Neurocientistas descobrem potencial terapêutico da radiação ionizante de baixa dose para lesão cerebral traumática e acidente vascular cerebral isquêmico

Neurocientistas da CityU descobrem o potencial terapêutico da radiação ionizante de baixa dose para lesões cerebrais traumáticas e isquêmicas

O tratamento LDIR induz brotamento axonal, religação cerebral e atividade oscilatória de EEG dois meses após acidente vascular cerebral isquêmico. (A) Em camundongos irradiados com raios X, uma porção significativa das projeções axonais cruzou a linha média para o córtex motor contralesional. (B e C) A reconstrução tridimensional de projeções axonais individuais revelou um número significativo de projeções neuronais em camundongos irradiados com raios X dois meses após o acidente vascular cerebral. (D) Os sinais de EEG foram registrados em ambos os córtices feridos (círculo vermelho) e não feridos (círculo amarelo) simultaneamente em camundongos em movimento livre. (E) A atividade do EEG quase não foi detectável em camundongos com irradiação simulada, dois meses após o acidente vascular cerebral isquêmico. Em contraste, a atividade cerebral aumentou acentuadamente em camundongos irradiados com raios X. Crédito: Cérebro, Comportamento e Imunidade (2023). DOI: 10.1016/j.bbi.2023.09.015

O traumatismo cranioencefálico (TCE) e o acidente vascular cerebral isquêmico são grandes preocupações de saúde pública e as principais causas de morte e incapacidade em todo o mundo. Uma equipe de pesquisa liderada por neurocientistas da City University of Hong Kong (CityU) descobriu recentemente que a radiação ionizante de baixa dose (LDIR), como a irradiação de raios X, pode reduzir o tamanho da lesão e reverter os déficits motores em ratos com TCE e acidente vascular cerebral isquêmico, demonstrando que O LDIR pode ser uma estratégia terapêutica promissora para pacientes com TCE e AVC.

As descobertas foram publicadas em Cérebro, Comportamento e Imunidade sob o título “A radiação ionizante em baixas doses promove a recuperação motora e a religação do cérebro, resolvendo a resposta inflamatória após lesão cerebral e acidente vascular cerebral”.

Quase metade dos sobreviventes de TCE e AVC apresentam deficiência motora e incapacidade ao longo da vida. “Normalmente, o dano cerebral secundário piora ao longo do tempo após lesões primárias no TCE (insultos mecânicos, como um acidente de carro ou quedas em adultos mais velhos) e acidentes vasculares cerebrais (quando o fluxo sanguíneo para o cérebro é bloqueado), devido ao ambiente neuroinflamatório desfavorável e hostil em o cérebro”, explicou o professor Eddie Ma Chi-him, do Departamento de Neurociências da CityU, que liderou a pesquisa. “Mas ainda não existe um tratamento eficaz para reparar o sistema nervoso central após uma lesão cerebral”.

Há muito se sabe que a irradiação de raios X em baixas doses pode melhorar as respostas adaptativas, incluindo prolongar a esperança média de vida, estimular o sistema imunitário, curar feridas e estimular o crescimento celular em animais, bem como a neuroprotecção em modelos animais de doenças neurodegenerativas, principalmente devido à imunomodulação. Com base nesses estudos, o professor Ma e sua equipe especularam que os efeitos imunomoduladores do LDIR poderiam desempenhar um papel fundamental na mitigação de danos e na promoção da cicatrização de feridas após lesão cerebral.

Em seu estudo, eles descobriram que a irradiação de raios X em baixas doses reverteu completamente os déficits motores em ratos com TCE e AVC e restaurou a atividade cerebral após o AVC. Mais importante ainda, o tratamento com irradiação de raios X em baixas doses, adiado por oito horas, ainda foi eficaz em permitir uma recuperação completa da função motora após acidente vascular cerebral, o que é altamente relevante clinicamente na tradução dos resultados em aplicações clínicas, uma vez que é muito provável que isso acontecer no ambiente clínico, onde podem passar horas antes que qualquer tratamento esteja disponível.

Os camundongos foram tratados com irradiação de raios X de corpo inteiro após lesão cortical por facada ou acidente vascular cerebral isquêmico fototrombótico, enquanto o grupo de camundongos controle não recebeu irradiação (simulada). Sete dias após a lesão cortical por facada, os camundongos irradiados com raios X exibiram uma redução no tamanho da lesão em 48%.

A ressonância magnética mostrou que a irradiação de raios X reduziu significativamente o volume de infarto de camundongos com AVC em 43% a 51% durante a primeira semana após a indução do AVC isquêmico. Estes resultados apoiam uma observação clínica comum de que pacientes com AVC com menor volume de infarto geralmente apresentam melhores resultados clínicos.

Neurocientistas da CityU descobrem o potencial terapêutico da radiação ionizante de baixa dose para lesões cerebrais traumáticas e isquêmicas

LDIR acelera o fechamento de feridas após acidente vascular cerebral isquêmico em camundongos adultos. (A) Imediatamente após a indução do AVC isquêmico, os camundongos receberam uma única exposição à irradiação simulada como controle ou irradiação de raios X LD a 300mGy. (B e C) O volume do infarto (linha pontilhada preta) foi marcadamente reduzido em camundongos irradiados com raios X (300 mGy) em 1 e 3 dpi. (D) ressonância magnética (MRI) para monitorar infarto cerebral do mesmo animal durante a recuperação. (E) A ressonância magnética confirmou uma redução significativa no volume médio do infarto (linha pontilhada vermelha em D) em camundongos irradiados com raios X. Crédito: Cérebro, Comportamento e Imunidade (2023). DOI: 10.1016/j.bbi.2023.09.015

Além disso, a irradiação de raios X acelerou a recuperação substancial da função motora detectada por caminhada em feixe estreito, escalada em postes e força de preensão após lesão por facada cortical e acidente vascular cerebral isquêmico. Por exemplo, camundongos irradiados com raios X levaram muito menos tempo para atravessar um feixe estreito, com menos deslizamentos de pé, indicando que camundongos irradiados com raios X demonstraram excelente coordenação motora e equilíbrio logo após lesão por facada cortical e acidente vascular cerebral isquêmico.

A equipe também conduziu análises transcriptômicas em nível de sistema, que mostraram que os genes regulados positivamente em camundongos stoke tratados com LDIR foram enriquecidos em vias associadas a respostas inflamatórias e imunológicas envolvendo microglia. O LDIR induziu a regulação positiva de genes relacionados com anti-inflamatórios e fagocitose, e a regulação negativa da produção de citocinas pró-inflamatórias chave. Isto sugere que o tratamento com LDIR tem um forte efeito imunomodulador pela expressão de genes envolvidos nas respostas inflamatórias e imunológicas.

Mais surpreendentemente, o estudo demonstrou que o LDIR promoveu projeções axonais (religação cerebral) no córtex motor e recuperação da atividade cerebral detectada por registros eletroencefalográficos meses após o acidente vascular cerebral. Mesmo que o tratamento LDIR tenha sido adiado oito horas após a lesão, ainda manteve o efeito terapêutico completo na recuperação motora.

“Nossas descobertas indicam que o LDIR é uma estratégia terapêutica promissora para pacientes com TCE e AVC”, disse o professor Ma. “Equipamentos de irradiação de raios X para uso médico estão comumente disponíveis em todos os principais hospitais. Acreditamos que esta estratégia poderia ser usada para atender às necessidades médicas não atendidas na aceleração da restauração da função motora dentro de uma janela terapêutica limitada após lesões cerebrais graves, como TCE e acidente vascular cerebral, garantindo mais estudos clínicos para uma potencial estratégia de tratamento para os pacientes.”

Mais Informações:
Ngan Pan Bennett Au et al, A radiação ionizante de baixa dose promove a recuperação motora e a religação cerebral, resolvendo a resposta inflamatória após lesão cerebral e acidente vascular cerebral, Cérebro, Comportamento e Imunidade (2023). DOI: 10.1016/j.bbi.2023.09.015

Fornecido pela Universidade Municipal de Hong Kong

Citação: Neurocientistas descobrem potencial terapêutico da radiação ionizante de baixa dose para lesão cerebral traumática, acidente vascular cerebral isquêmico (2024, 26 de janeiro) recuperado em 26 de janeiro de 2024 em https://medicalxpress.com/news/2024-01-neuroscientists-uncover-therapeutic-potential -dose.html

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