Una terapia de estimulación sensorial contrarresta el daño cognitivo de la quimioterapia

La estimulación de las llamadas ondas cerebrales gamma puede proteger a los pacientes con cáncer del deterioro de la memoria y otros efectos cognitivos provocados por el tratamiento con quimioterapia, según un estudio llevado a cabo en ratones.

Por Anne Trafton / MIT News

Un tratamiento no invasivo puede ayudar a contrarrestar el deterioro del quimiocerebro que se observa a menudo en pacientes tratados con quimioterapia: la exposición a la luz y al sonido con una frecuencia de 40 hercios protegió las células cerebrales del daño inducido por los fármacos contra el cáncer en ratones, según una investigación del MIT. Imagen conceptual generada por DALL-E.

Los pacientes sometidos a quimioterapia a menudo experimentan efectos cognitivos, como deterioro de la memoria y dificultad para concentrarse, una afección comúnmente conocida como quimiocerebro. Este es un término común utilizado por los sobrevivientes de cáncer para describir los problemas de pensamiento y memoria que pueden ocurrir durante y después del tratamiento del cáncer.

Investigadores del MIT han demostrado ahora que un tratamiento no invasivo que estimula las ondas cerebrales de frecuencia gamma puede ser prometedor para el tratamiento de la quimioterapia cerebral. En un estudio con ratones, descubrieron que la exposición diaria a la luz y al sonido con una frecuencia de 40 hercios protegía las células cerebrales del daño inducido por los fármacos contra el cáncer. El tratamiento también ayudó a prevenir la pérdida de memoria y el deterioro de otras funciones cognitivas.

Según los investigadores, este tratamiento, que se desarrolló originalmente como una forma de tratar la enfermedad de Alzheimer, parece tener efectos generalizados que podrían ayudar con una variedad de trastornos neurológicos.

La nueva terapia puede reducir el daño al ADN y limitar la inflamación.

"El tratamiento puede reducir el daño al ADN, limitar la inflamación y aumentar la cantidad de oligodendrocitos, que son las células que producen la mielina que rodea a los axones"— dice Li-Huei Tsai, director del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria del MIT y profesor Picower en el Departamento de Ciencias Cognitivas y del Cerebro del MIT. Y añade—: También descubrimos que este tratamiento mejoró el aprendizaje y la memoria, y enmendó la función ejecutiva en los animales".

Tsai es el autor principal del nuevo estudio, que aparece publicado en la revista Science Translational Medicine. El autor principal del artículo es TaeHyun Kim, un postdoctorado del MIT.

Hace varios años, Tsai y sus colegas comenzaron a explorar el uso de luces parpadeantes a 40 hercios (ciclos por segundo) como una forma de mejorar los síntomas cognitivos del alzhéimer. Trabajos anteriores habían sugerido que los pacientes con esta enfermedad neurodegenerativa tienen alteraciones de las oscilaciones gamma: ondas cerebrales que oscilan entre 25 y 80 hercios, y se cree que contribuyen a funciones cerebrales como la atención, la percepción y la memoria.

Estimular el cerebro con luz y sonido.

Los estudios de Tsai en ratones han descubierto que la exposición a una luz que parpadea a 40 hercios o a sonidos con un tono de 40 hercios puede estimular las ondas gamma en el cerebro, lo que tiene muchos efectos protectores, incluida la prevención de la formación de placas de beta amiloide.

No hay que olvidar que la acumulación de la proteína beta amiloide en el cerebro es un conocido precursor de la enfermedad de Alzheimer. Antes de que aparezcan los primeros síntomas, estos depósitos van formando placas entre las neuronas que resultan tóxicas y son responsables del progresivo deterioro cognitivo.

El uso conjunto de luz y sonido proporciona una protección aún mayor frente al deterioro neurológico en rodores. El tratamiento también parece prometedor en humanos: los ensayos clínicos de fase 1 en pacientes alzhéimer en etapas tempranas de la enfermedad revelan que esta intervención es segura y ofrece algunos beneficios neurológicos y de conducta.

En el nuevo estudio, los investigadores se propusieron comprobar si este tratamiento también podía contrarrestar los efectos cognitivos de la quimioterapia. La investigación ha demostrado que estos fármacos pueden inducir inflamación en el cerebro, así como otros efectos perjudiciales, como son la pérdida de sustancia blanca, las redes de fibras nerviosas que ayudan a las distintas partes del cerebro a comunicarse entre sí.

Los fármacos quimioterápicos también favorecen la pérdida de mielina, la capa grasa protectora que permite a las neuronas propagar señales eléctricas. Muchos de estos efectos también se observan en los cerebros de las personas con alzhéimer.

En el cerebro de los pacientes con alzhéimer aparecen depósitos de una proteína conocida como beta amiloide.

"El quimiocerebro nos llamó la atención porque es muy frecuente, y hay bastantes estudios sobre cómo queda el cerebro tras un tratamiento de quimioterapia—explica Tsai. Y continúa— Por nuestros trabajos anteriores, sabemos que esta estimulación sensorial gamma tiene efectos antiinflamatorios, así que decidimos utilizar el modelo de quimiocerebro para comprobar si la estimulación sensorial gamma puede ser beneficiosa".

Como modelo experimental, los investigadores utilizaron ratones a los que se les administró cisplatino, un fármaco de quimioterapia que se utiliza a menudo para tratar el cáncer de testículo, de ovario y otros tipos de tumores malignos. Los investigadores inyectaron cisplatino a los ratones durante cinco días; luego se les dejó de administrar durante cinco días y finalmente se les sometió al tratamiento durante otros cinco días. Un grupo recibió solo quimioterapia, mientras que otro grupo también fue sometido a terapia de luz y sonido de 40 hercios todos los días.

Después de tres semanas, los ratones que recibieron cisplatino pero no la terapia gamma, mostraron muchos de los efectos esperados de la quimioterapia: reducción del volumen cerebral, daño al ADN, desmielinización e inflamación. Estos ratones también tenían poblaciones reducidas de oligodendrocitos, las células cerebrales responsables de producir mielina.

Los ratones que recibieron terapia gamma junto con la quimio mostraron reducciones significativas en los síntomas secundarios provocados por esta última.

Sin embargo, los ratones que recibieron terapia gamma junto con el tratamiento con cisplatino mostraron reducciones significativas en todos esos síntomas. La terapia gamma también tuvo efectos beneficiosos sobre el comportamiento: los ratones que recibieron la terapia obtuvieron resultados mucho mejores en pruebas diseñadas para medir la memoria y la función ejecutiva.

Mediante secuenciación unicelular del ARN, los investigadores analizaron los cambios de expresión génica que se producían en los ratones que recibían el tratamiento de ondas y luz gamma. Descubrieron que en esos raoedores se suprimían los genes relacionados con la inflamación y los que desencadenan la muerte celular o apoptosis, especialmente en los oligodendrocitos, las células encargadas de producir mielina.

En los ratones que recibieron tratamiento gamma junto con cisplatino, algunos de los efectos beneficiosos aún podían observarse hasta cuatro meses después. Sin embargo, el tratamiento gamma era mucho menos eficaz si se iniciaba tres meses después de finalizar la quimioterapia.

Los investigadores también demostraron que el tratamiento gamma mejoraba los signos del quimiocerebro en ratones que recibieron un fármaco quimioterápico diferente, el metotrexato, que se utiliza para tratar el cáncer de mama, pulmón y otros tipos de cáncer.

Un mecanismo fundamental.

"Creo que se trata de un mecanismo muy fundamental para mejorar la mielinización y promover la integridad de los oligodendrocitos. Parece que no es específico del agente que induce la desmielinización, ya sea la quimioterapia u otra fuente de desmielinización", afirma Tsai.

Debido a sus efectos generalizados, el laboratorio de Tsai también está probando el tratamiento gamma en modelos de ratón de otras enfermedades neurológicas, como la enfermedad de Parkinson y la esclerosis múltiple. Cognito Therapeutics, una empresa fundada por Tsai y el profesor del MIT Edward Boyden, ha finalizado un ensayo de fase 2 de terapia gamma en pacientes con alzhéimer, y tiene previsto iniciar un ensayo de fase 3 este año.

"En cuanto a la aplicación clínica, mi laboratorio se centra ahora en el alzhéimer, pero esperamos poder probar este método también en otras indicaciones", afirma Tsai.

• Artículo publicado con permiso de MIT News / Traducción y adaptación: RexMolón Producciones

• Fuente: TaeHyun Kim et al. Gamma entrainment using audiovisual stimuli alleviates chemobrain pathology and cognitive impairment induced by chemotherapy in mice. Science Translational Medicine (2024). DOI: 10.1126/scitranslmed.adf4601