Dois testes relacionados ao cerebelo podem melhorar os tratamentos para o autismo

Dois testes podem ajudar a melhorar a precisão dos tratamentos de autismo individualizados.

Pesquisador anônimo verificando imagens de RMf fornecidas pelo NIMH – Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos EUA: Instituto Nacional de Saúde Mental. (Domínio público)

Fonte: Wikipedia / domínio público

Pela primeira vez, uma nova pesquisa da Universidade do Missouri fornece evidências de que pode haver uma correlação entre a conectividade funcional cerebro-cerebelar e o equilíbrio de neurotransmissores de excitação-inibição no cerebelo de indivíduos com transtorno do espectro do autismo (TEA). Os pesquisadores da MU especulam que a implementação clínica de dois testes usados ​​para este estudo – ressonância magnética funcional em estado de repouso (fMRI) e espectroscopia de ressonância magnética de prótons (1 H-MRS) – poderia eventualmente levar a tratamentos médicos mais precisos e individualizados para pacientes com TEA .

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Este estudo, “Conectividade funcional Cerebro-Cerebelar está Associado ao Equilíbrio da Inibição da Excitação Cerebelar no Distúrbio do Espectro do Autismo,” foi conduzido por pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Missouri e MU Thompson Center for Autism & Neurodevelopmental Disorders e publicado on-line em 23 de maio. o Journal of Autism and Developmental Disorders .

Ontem, falei com David Beversdorf, que foi o autor sênior deste artigo e é professor de ciências psicológicas, neurologia e da cadeira de William and Nancy Thompson em Radiologia na MU School of Medicine. Beversdorf dirige o Laboratório de Neurociência Cognitiva e é também o Presidente e Presidente do Comitê Executivo da Sociedade para a Neurociência da Criatividade (SFNC).

Durante nossa conversa, Beversdorf enfatizou que essa pesquisa potencialmente inovadora sobre ASD foi idealizada pelo primeiro autor John Hegarty, que concebeu o estudo, participou de seu projeto, coordenou a investigação e redigiu o manuscrito como um estudante de pós-graduação no programa de neurociência interdisciplinar. na MU. Hegarty é atualmente pesquisador de pós-doutorado em psiquiatria infantil no Stanford Autism Center do Packard Children’s Hospital, na Escola de Medicina da Universidade de Stanford.

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Hegarty et al. descrevem a premissa e concepção deste estudo: “conectividade funcional atípica (CF) e um desequilíbrio de excitação-a-inibição (E / I) foram previamente relatados em circuitos cerebro-cerebelares no transtorno do espectro do autismo. A presente investigação utilizou espectroscopia de ressonância magnética de ressonância e prótons em estado de repouso (1 H-MRS) para examinar as relações entre E / I (glutamato + glutamina / GABA) e FC do córtex pré-frontal dorsolateral e hemisfério cerebelar póstero-lateral de 14 adolescentes / adultos ASD e 12 controles pareados por idade / sexo / QI. ”

Mais especificamente, as principais regiões de interesse para os pesquisadores foram o hemisfério cerebelar póstero-lateral direito (R Cereb Hemi) e o córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo (L DLPFC). Acredita-se que a interação entre essas regiões do cérebro contralateral tenha um papel central na comunicação social e no processamento da linguagem. Notavelmente, os participantes do estudo com baixa conectividade funcional entre essas regiões do cérebro também apresentaram uma menor capacidade de inferir significado a partir da informação verbal.

Ilustração anatômica do início do século XX do cérebro humano (a partir de baixo) mostrando os hemisférios esquerdo e direito do cerebelo e do cérebro. “Cerebro-Cerebelar” geralmente se refere à conectividade funcional e interação entre regiões do cérebro e regiões do cerebelo.

Fonte: Wikipedia / domínio público

Nesta pequena amostra de participantes do estudo, FC cerebro-cerebelar foi positivamente associada com E / I cerebelar e habilidades de compreensão auditiva em indivíduos com ASD, mas não controles. Além disso, Hegarty e seus colegas descobriram que um subgrupo de indivíduos com TEA e baixa conectividade funcional exibiu redução de E / I e compreensão auditiva prejudicada. Com base nessas descobertas preliminares, os pesquisadores especulam que a coerência funcional alterada dos circuitos cerebro-cerebelares na CIA pode estar relacionada ao desequilíbrio entre a excitação do cerebelo e a inibição.

Antes de nos aprofundarmos mais sobre os achados deste estudo, é importante notar que durante nossa conversa por telefone, Beversdorf reiterou que uma limitação desta pesquisa é o pequeno tamanho da amostra. Portanto, ele aconselha que quaisquer descobertas sejam interpretadas com cautela até que possam ser demonstradas em amostras maiores. Como os autores escrevem, “futuros estudos com amostras maiores e mais representativas, incluindo indivíduos mais jovens e com maior variabilidade da gravidade do distúrbio, precisarão ser conduzidos para determinar a prevalência de anormalidades funcionais em circuitos cerebro-cerebelares em ASD”.

Dito isto, esta pesquisa é significativa porque é a primeira vez que os neurocientistas identificaram uma possível ligação entre a conectividade funcional cerebro-cerebelar, o desequilíbrio de neurotransmissores no cerebelo e o uso potencial dos testes fMRI e 1 H-MRS para identificar biomarcadores específicos para ASD.

Como os autores explicam, “nossos achados indicam que a sinalização excitatória e inibitória dentro do cerebelo e córtex pré-frontal dorsolateral, bem como a coordenação funcional entre essas regiões, podem estar inter-relacionados com alguns aspectos do fenótipo do autismo. Assim, defendemos que fMRI e 1 H-MRS podem fornecer sondas complementares de tecido cerebral que, quando usadas em conjunto, melhoram nossa compreensão dos substratos neurais associados ao TEA. A aplicação de tais abordagens multimodais complementares poderia auxiliar no subgrupo de indivíduos com TEA com base em anormalidades neurobiológicas específicas, que podem ser de particular importância para abordar a heterogeneidade neurobiológica do TEA e promover o desenvolvimento da medicina de precisão ”.

Em uma declaração, Beversdorf expandiu essa parte da discussão. Ele disse: “Um dos problemas com a abordagem do tratamento do autismo é que existem muitos subtipos e muitos genes diferentes e, potencialmente, outros fatores que contribuem para o distúrbio. Se você tem um tratamento que funciona em uma subpopulação, pode não funcionar em outra. No entanto, se pudermos determinar por que isso ocorre, podemos buscar abordagens individualizadas e progredir muito mais no desenvolvimento de novos tratamentos. ”Beversdorf acrescentou:“ Essa descoberta começa a sugerir como os biomarcadores se relacionam entre si no autismo. Pode haver outros conjuntos de biomarcadores que podem ser inter-relacionados e podem estar nos dizendo algo. Pode servir como um biomarcador para prever quem responderá a qual droga ”.

Por fim, os pesquisadores levantam a hipótese de que “embora especulativo, a excitação / inibição nos hemisférios cerebelares pode refletir a capacidade dos interneurônios glutamatérgicos de fornecer estímulo excitatório para as células cerebelares de Purkinje, que poderiam alterar os sinais modulatórios dos núcleos profundos do cerebelo para os hemisférios cerebrais contralaterais”. Hegarty et al. também concluem: “Assim, parece que a redução de E / I no cerebelo, potencialmente aumentou E / I no córtex pré-frontal, e ativação coordenada alterada entre essas regiões e pode estar associada a alguns aspectos da apresentação clínica de ASD, que garante Investigação aprofundada.”

Além de David Beversdorf e John Hegarty, os co-autores deste estudo incluíram Dylan Weber, da Faculdade de Odontologia da Universidade do Missouri-Kansas City e Carmen Cirstea, Professora Assistente de Pesquisa de Medicina Física e Reabilitação na Escola de Medicina MU.

Referências

John P. Hegarty II, Dylan J. Weber, Carmen M. Cirstea, David Q. Beversdorf. “A conectividade funcional Cerebro-Cerebelar está associada ao equilíbrio da inibição da excitação cerebelar no distúrbio do espectro autista.” Journal of Autism and Developmental Disorders (First Online: 23 de maio de 2018) DOI: 10.1007 / s10803-018-3613-y

Anila D’Mello e Catherine J. Stoodley. “Circuitos Cerebro-Cerebelares no Transtorno do Espectro do Autismo”. Frontiers in Neuroscience (2015) DOI: 10.3389 / fnins.2015.00408

Catherine J. Stoodley e Jeremy D. Schmahmann. “Evidência para organização topográfica no cerebelo de controle motor versus processamento cognitivo e afetivo”. Cortex (2010) DOI: 10.1016 / j.cortex.2009.11.008

Jeremy D. Schmahmann e Deepak N. Pandya. “The Cerebrocerebellar System” Revista Internacional de Neurobiologia (1997) DOI: 10.1016 / S0074-7742 (08) 60346-3