{"id":4261,"date":"2020-05-18T16:30:49","date_gmt":"2020-05-18T19:30:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www.fmrp.usp.br\/?p=4261"},"modified":"2021-01-15T12:40:14","modified_gmt":"2021-01-15T14:40:14","slug":"arquivos-4261","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/sites.usp.br\/devfmrp\/arquivos-4261\/","title":{"rendered":"Modelo simula propriedades de neur\u00f4nios e testa tratamentos para epilepsia no computador"},"content":{"rendered":"

Ao simular o comportamento das c\u00e9lulas do sistema nervoso durante as crises epil\u00e9ticas, modelo reduz necessidade de experimentos com animais<\/em><\/p>\n

Um modelo computacional que poder\u00e1 aprimorar o diagn\u00f3stico e o estudo de novas terapias para a epilepsia foi desenvolvido em pesquisa da Faculdade de Filosofia, Ci\u00eancias e Letras de Ribeir\u00e3o Preto (FFCLRP) e da Faculdade de Medicina de Ribeir\u00e3o Preto (FMRP), ambas da USP. Com base em experimentos sobre o funcionamento do sistema nervoso, o trabalho criou um modelo que simula as propriedades dos neur\u00f4nios (c\u00e9lulas que comp\u00f5em o sistema) que podem estar por tr\u00e1s das crises epil\u00e9ticas. O m\u00e9todo permitir\u00e1 testar tratamentos para a epilepsia previamente no computador, reduzindo a necessidade de experimentos com animais e facilitando a realiza\u00e7\u00e3o de testes em seres humanos. O modelo \u00e9 descrito em\u00a0artigo<\/a>\u00a0publicado na revista cient\u00edfica\u00a0International Journal of Neural Systems<\/em>.<\/p>\n

De uma maneira geral, as epilepsias, tanto humanas como em animais, como cachorros e gatos, por exemplo, s\u00e3o causadas quando os neur\u00f4nios entram em hiperatividade e hipersincronia. \u201cNesse caso, os pacientes apresentam crises que podem ser convulsivas ou n\u00e3o. H\u00e1 muitas formas de gerar epilepsia, como les\u00f5es no c\u00e9rebro causadas por acidentes, febres extremas ou est\u00edmulos externos como o som e a luz\u201d, explica Rodrigo Felipe de Oliveira Pena, que desenvolveu a pesquisa durante seu doutorado na FFCLRP. \u201cA maioria das crises humanas s\u00e3o geradas espont\u00e2nea e inesperadamente e apenas 5% s\u00e3o geradas por algum est\u00edmulo, as chamadas crises reflexas.\u201d<\/p>\n

De acordo com o pesquisador, em humanos, as crises convulsivas geradas por som s\u00e3o mais raras do que em gatos e cachorros. \u201cNos experimentos em laborat\u00f3rio, s\u00e3o utilizados ratos audiog\u00eanicos, que s\u00e3o animais geneticamente selecionados para terem crises epil\u00e9pticas quando ouvem sons de alta intensidade. Normalmente, as crises epil\u00e9ticas induzidas pelo som nesses animais s\u00e3o restritas a \u00e1reas que processam a informa\u00e7\u00e3o sonora\u201d, afirma. \u201cNo entanto, quando alguns animais s\u00e3o submetidos a diversas estimula\u00e7\u00f5es sonoras, as crises epil\u00e9ticas passam a afetar outras \u00e1reas do c\u00e9rebro, como, por exemplo, o hipocampo, que \u00e9 uma \u00e1rea associada \u00e0 mem\u00f3ria e aprendizagem.\u201d<\/p>\n

Apesar de n\u00e3o haver relatos de crises epil\u00e9ticas provocadas por sons que atingiram o hipocampo em seres humanos, Oliveira Pena aponta que os ratos que apresentam esse tipo de crises s\u00e3o um modelo experimental que se aproxima de outras formas de epilepsia em seres humanos. \u201cEsse \u00e9 o caso, por exemplo, das epilepsias refrat\u00e1rias, onde as crises continuam a ocorrer mesmo quando o paciente faz uso de medicamentos\u201d, diz. \u201cO objetivo da pesquisa foi criar um modelo computacional que pudesse propor uma explica\u00e7\u00e3o do motivo dos neur\u00f4nios no hipocampo desses ratos serem diferentes dos animais saud\u00e1veis.<\/p>\n

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Modelo computacional<\/h3>\n

Para construir o modelo computacional, foi feita uma revis\u00e3o da literatura cient\u00edfica, com o objetivo de apurar as informa\u00e7\u00f5es mais recentes sobre a estrutura e a transmiss\u00e3o de impulsos nervosos nos neur\u00f4nios do hipocampo. \u201cTendo o modelo em m\u00e3os, observou-se nos experimentos com animais que o sinal dos neur\u00f4nios audiog\u00eanicos era deficit\u00e1rio em sinapses (contatos entre neur\u00f4nios que transmitem os impulsos nervosos) lentas\u201d, conta o pesquisador. \u201cIsto sugeriu que poderia estar ocorrendo problemas na comunica\u00e7\u00e3o dos dendritos mais distantes, que s\u00e3o as partes dos neur\u00f4nios que produzem sinais lentos.\u201d<\/p>\n

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Rodrigo Felipe de Oliveira Pena: modelos computacionais podem testar hip\u00f3teses hoje imposs\u00edveis de serem verificadas experimentalmente \u2013 Foto: Arquivo pessoal<\/figcaption><\/figure>\n

O modelo identificou que os dados experimentais poderiam ser explicados se a comunica\u00e7\u00e3o sin\u00e1ptica inibit\u00f3ria dos dendritos mais distantes fosse reduzida. \u201cAo configurar o modelo com defici\u00eancias nos dendritos distantes, verificou-se que os resultados correspondiam realmente aos dados registrados nos experimentos\u201d, relata Pena. \u201cIsso significa que um est\u00edmulo muito intenso das vias auditivas pode fazer a crise epil\u00e9tica se espalhar para o hipocampo ao inibir e prejudicar o n\u00edvel de atividade dos neur\u00f4nios dessa \u00e1rea do c\u00e9rebro\u201d.<\/p>\n

\u201cA vantagem dos modelos computacionais \u00e9 que eles permitem obter explica\u00e7\u00f5es e testar hip\u00f3teses que hoje s\u00e3o imposs\u00edveis de serem testadas experimentalmente\u201d, aponta o pesquisador. \u201cComo os neur\u00f4nios s\u00e3o c\u00e9lulas integradoras de sinais vindos de outros neur\u00f4nios, os modelos possibilitam reconstruir e entender os processos de integra\u00e7\u00e3o da informa\u00e7\u00e3o\u201d, afirma. A segunda vantagem \u00e9 que \u00e9 poss\u00edvel fazer uma s\u00e9rie de simula\u00e7\u00f5es para serem testadas posteriormente com experimenta\u00e7\u00e3o em animais. \u201cIsto \u00e9 importante do ponto de vista da \u00e9tica, pois n\u00e3o h\u00e1 problema em testar quaisquer ideias em um computador. Quando a solu\u00e7\u00e3o ideal para tais crises for encontrada, ela deve ser verificada em animais e posteriormente em seres humanos, em testes cl\u00ednicos.\u201d<\/p>\n

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Pena destaca que entender a estrutura por tr\u00e1s da gera\u00e7\u00e3o e propaga\u00e7\u00e3o de crises epil\u00e9pticas abre caminho para o diagn\u00f3stico e proposi\u00e7\u00e3o de tratamentos. \u201cAgora que se sabe que a cria\u00e7\u00e3o de defici\u00eancias nos dendritos mais distantes faz com que o modelo computacional se iguale ao experimento, qualquer proposta de tratamento pode ser testada rapidamente no computador\u201d, ressalta. \u201cProposi\u00e7\u00f5es que n\u00e3o se confirmem no modelo podem ser descartadas de imediato.\u201d<\/p>\n

A pesquisa foi realizada no Departamento de F\u00edsica da FFCLRP e no Departamento de Fisiologia da FMRP, com a colabora\u00e7\u00e3o do professor Ant\u00f4nio Carlos Roque da Silva Filho, que integra com o pesquisador o Centro de Pesquisa, Inova\u00e7\u00e3o e Difus\u00e3o (Cepid) NeuroMat, iniciativa da Funda\u00e7\u00e3o de Amparo \u00e0 Pesquisa do Estado de S\u00e3o Paulo (Fapesp). Os estudos tiveram a colabora\u00e7\u00e3o dos professores Ricardo Maur\u00edcio Le\u00e3o e Norberto Garcia-Cairasco e dos pesquisadores Alexandra Olimpio Siqueira Cunha, C\u00e9sar Celis Ceballos e J\u00fania Lara De Deus. O trabalho foi inteiramente desenvolvido no Brasil, com aux\u00edlio da Fapesp e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient\u00edfico e Tecnol\u00f3gico (CNPq). Pena, assim como Ceballos e J\u00fania, ap\u00f3s concluir o doutorado, tornou-se pesquisador nos Estados Unidos.<\/p>\n

Mais informa\u00e7\u00f5es: e-mail\u00a0pena@njit.edu<\/a>, com Rodrigo Felipe de Oliveira Pena<\/strong><\/p>\n<\/div>\n

Refer\u00eancia: Jornal da USP \u2013 Por: J\u00falio Bernardes \u2013\u00a0 Foto de Capa: Arte sobre imagem de Carlos Culma \/Flickr \u2013 Infografia: Beatriz Abdalla\/Jornal da USP<\/em><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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