O que é epilepsia? Como estudá-la em laboratório?

Devido à complexidade de conexões dos seus 86 bilhões de neurônios e também alguns mistérios que ainda envolvem seu funcionamento, o cérebro é um dos órgãos que mais desperta fascínio e curiosidade do homem. Com os alunos do Adote um Cientista não é diferente, os encontros sobre neurociências são muito aguardados pelos jovens, que sempre participam com diversas perguntas para o pesquisador convidado. No dia 8 de maio de 2014, uma desordem neurológica foi o assunto do encontro com a doutoranda Ana Clara Silveira Broggini da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP-USP), que falou sobre a epilepsia e os modelos animais que são utilizados para estudar em laboratório essa doença que atinge 1% da população mundial, cerca de 70 milhões de pessoas, segundo dados da Organização Mundial da Saúde (OMS).

 

 

 

A pesquisadora iniciou o encontro questionando os alunos sobre seus conhecimentos acerca da doença:

Ana: O que é epilepsia? Alguém já ouviu falar? Conhece alguma pessoa que teve epilepsia?

Aluno: Meu tio. É aquele negócio que a pessoa entra em convulsão, não é?

 

A epilepsia é uma anormalidade persistente que acontece no cérebro, gerando descargas elétricas espontâneas que resultam em crises epilépticas. Em até 40% dos casos, a condição epiléptica está associada a prejuízos cognitivos ou a manifestação de transtornos psiquiátricos, como depressão, ansiedade, psicoses e transtornos de personalidade.

O diagnóstico da epilepsia é feito quando o indivíduo tem mais de uma crise, que se repete espontaneamente ao longo da vida. A crise é gerada por descargas excessivas e sincronizadas de populações de células cerebrais (neurônios). Essa condição neurológica pode ser causada por trauma crânio-encefálico em um acidente, condição genética, lesão por Acidente Vascular Cerebral (AVC) ou mesmo ser desencadeada por algum problema no parto, como a hipóxia – falta de oxigenação cerebral.

 

A epilepsia e a história

Antigamente, considerações equivocadas da doença eram comuns. Isso ocorria porque as pessoas não sabiam como explicar o que estava acontecendo durante a crise e a causa sobrenatural se apresentava como uma boa justificativa para o fenômeno.

Mais ou menos 400 a.C., Hipócrates, o pai da Medicina, afirmou que a causa da epilepsia não estava em espíritos malignos, mas no cérebro, tentando desfazer a ideia de uma doença sagrada:

 

“…Em relação à doença sagrada: ela parece não ser mais divina ou sagrada do que as outras doenças, mas ter uma causa natural…”.

 

Na época da renascença, muitos pintores ilustravam crises de epilepsia em seu quadros. Ana mostrou aos alunos uma tela do pintor italiano Rafael Sanzio (1483-1520) nomeada “A Transfiguração”. A obra traz a figura de uma criança em crise sendo levada para a cura. Nessa época, acreditava-se que as crises eram causadas pelo demônio.

 
 Obra “A Transfiguração” de Rafael Sanzio e detalhe da criança retratada durante crise epiléptica.

 

Tipos de epilepsia

A pesquisadora esclareceu que há diferentes tipos de crises, que são classificadas dependendo da região em que se iniciam no cérebro. Quando a crise se repete num foco específico é chamada de parcial. Quando envolve todo o cérebro é uma crise generalizada. Quando começa num ponto e depois se espalha, a crise é classificada como secundariamente generalizada.

As crises também podem ser definidas como simples ou complexa. Na crise simples há preservação da consciência: “A pessoas está conversando, executando as tarefas dela e tem uma crise”, explicou Ana. Nas crises complexas há comprometimento de consciência, o indivíduo apresenta confusão e pode exibir gestos automáticos.

Nas crises parciais, dependendo da região do cérebro onde ocorre a anormalidade, o paciente apresenta um tipo de sintoma: “Se a pessoa tem uma crise que começa ou atinge a região occiptal do cérebro, o tipo de sintoma que ela vai ter serão alucinações visuais. Se for na região responsável pelo olfato, vai passar a sentir cheiros diferentes, cheiros estranhos que ela nunca sentiu”.

Durante o encontro, em meio às perguntas dos alunos, a pesquisadora retomou alguns conceitos já discutidos por ela:

 

Ana: Porque numa crise a pessoa tem um solavanco, em outra a pessoa se debate e em outra só sente um cheiro estranho? O que muda para uma crise ser de um jeito e a outra ser de outro?

Alunos: Depende do lugar. A região do cérebro!

Ana: Exatamente. Depende da região do cérebro onde está o foco da crise.

Ana: O fato de uma pessoa ter uma crise significa que ela vai ter epilepsia?

Alunos: Não.

Ana: Uma crise não é sinônimo de epilepsia. A epilepsia envolve crises que se repetem espontaneamente ao longo da vida.

 

 

Epilepsia do Lobo Temporal

Há 50 milhões de pessoas com epilepsia em todo o mundo (1%) e 40% dos casos são Epilepsia do Lobo Temporal (ELT), que é a mais frequente e apresenta o foco da crise no lobo temporal, localizado na região médio-lateral do cérebro.

Para exemplificar as alterações morfológicas geradas pela epilepsia, a pesquisadora mostrou figuras de cortes coronais do hipocampo, uma estrutura localizada nos lobos temporais – que compõe o sistema límbico – e está relacionada com o processamento das emoções, a formação da memória e a orientação espacial. As imagens exibiam as marcações dos neurônios e indicavam que o hipocampo é a região mais comprometida pela perda neuronal na Epilepsia do Lobo Temporal.

 

Como estudar epilepsia em laboratório?

Os estudos com epilepsia são feitos para melhorar a compreensão da doença e para possibilitar que drogas antiepilépticas sejam avaliadas antes do uso clínico. Como não é possível estudar diretamente o cérebro do homem, os cientistas utilizam modelos experimentais que mimetizam a epilepsia observada em pacientes por meio da utilização de um animal que apresenta o cérebro parecido com o humano.

O estudo conduzido pela doutoranda Ana Clara utiliza ratos como modelo, especificamente da linhagem albina Wistar. Ela mostrou aos jovens outras figuras de lâminas com cortes da região do hipocampo para comparar as semelhanças entre essa estrutura no homem, no macaco e no rato. Os alunos puderam constatar que as principais camadas do hipocampo podem ser observadas nos cérebros dos três animais e que o volume do hipocampo humano é 10 vezes maior do que do macaco e 100 maior do que do rato.

 

Aluno: Você falou que o cérebro do macacos é semelhante ao nosso. Porque não fazem esses testes em macacos também?

Ana: Eu vou te responder falando o porquê de utilizarmos os ratos: o estudo com ratos é muito mais barato, a procriação dos ratos é muito rápida e o tempo de vida deles também. Por exemplo, um rato de um ano já é adulto e se eu promovo algumas alterações no cérebro dele, o tempo que tenho que esperar para ver essas alterações é entre 1, 2 ou 3 meses; se eu fosse analisar isso num macaco ou num humano, eu teria que acompanhar vários anos para conseguir observar as mesmas coisas. O rato também tem uma variabilidade genética pequena, então conseguimos reproduzir os dados de maneira mais fácil.

 

Como as conexões dos neurônios nas camadas do hipocampo são alteradas na epilepsia, é isso que o modelo da doença busca reproduzir. Essa área do cérebro é estimulada para que ocorra excesso de excitabilidade e algumas regiões passem a se conectar de maneira diferente, como no paciente com epilepsia.
Há diversas formas de estimular e gerar modelos de ELT em ratos. A pesquisadora listou os principais:
Na estimulação química, uma cânula é implantada na região do cérebro estudada para injetar a droga pilocarpina, que é extraída das folhas da planta jaborandi (Pilocarpus jaborandi). A pilocarpina possui propriedades colinérgicas (ativação de receptores para acetilcolina) que aumentam a excitabilidade do cérebro, gerando um modelo de epilepsia e induzindo mudanças anatômicas e comportamentais muito semelhantes às observadas em humanos com ELT.
Na estimulação elétrica, são colocados eletrodos (fios bem finos) no cérebro do animal que permitem a aplicação de uma corrente elétrica que altera a atividade do cérebro e gera as crises. Pode ser utilizado um estímulo único e intenso – conhecido como eletrochoque – ou um abrasamento, que é um estímulo de baixa intensidade e longa duração aplicado várias vezes até o animal desencadear uma crise.

Imagem apresentada pela pesquisadora com vários níveis de perda neuronal no hipocampo do rato indica perda mais intensa no modelo de pilocarpina (Nível 3).

 

Ana explicou que, a partir dos eletrodos, além do estímulo, é possível registrar a atividade elétrica por meio do eletroencefalograma (EEG) do animal. “A corrente passa por esses eletrodos, depois por um pré-amplificador – que vai amplificar o sinal do cérebro para que a gente consiga ver – e por um conversor que transforma o sinal analógico da cabeça do animal em um sinal digital que possa ser analisado no computador”, esclareceu.

 

Aluno: As crises no rato podem variar conforme o estímulo, químico ou elétrico?

Ana: Sim. Existe essa variação do tipo do modelo. Tem alguns modelos que são mais robustos, mais intensos. Por exemplo, o modelo da pilocarpina traz umas crises mais fortes. O modelo da estimulação elétrica é mais focal. No modelo de estimulação elétrica a gente controla melhor a amplitude e a frequência da corrente e consegue uma coisa mais focalizada, então o animal tem umas crises mais leves.

A cada estímulo que é aplicado no cérebro, é registrada uma resposta conhecida como potencial evocado, a qual indica que vários neurônios estão respondendo juntos. Essa resposta depende da via (duas regiões do cérebro conectadas) que esta sendo estimulada. Há uma resposta característica para cada local de estímulo e registro dentro do cérebro, como fosse um mapa indicando o caminho que o estímulo elétrico percorreu. A pesquisadora trouxe a figura do potencial evocado que ela procura durante o implante dos eletrodos para confirmar que atingiu as regiões de seu interesse.

Ana contou aos alunos que em sua pesquisa realiza um estímulo longo de 8 horas e acompanha os animais durante vários meses para ver se ele apresenta crises espontâneas. Esse monitoramento é feito com registro em vídeo e EEG, simultaneamente. Após constatar a crise, são realizadas análises dos dados comportamentais, eletrofisiológicos e histológicos para avaliar se houve morte neuronal e se alguma proteína diferente foi expressada.
Diante dos novos conceitos apresentados no encontro, os alunos concentraram suas perguntas em algumas características dos modelos experimentais e da doença:

 

Aluno: Tem como o rato adquirir epilepsia sem interferência humana?

Ana: Sim, do mesmo jeito que no humano ela acontece aleatoriamente, pode acontecer de alguns ratos da linhagem serem naturalmente epilépticos. Mas a incidência é menor, vai respeitar a estatística, cerca de 1%.

Ana: […] algumas crises são refratárias a medicação e em alguns casos é indicado a remoção da parte do cérebro que é o foco das crises.

Aluno: No caso de cirurgia bem sucedida, tem como a pessoa ter crises em outra parte do cérebro?

Ana: Tem. Pode acontecer de os médicos acreditarem que tenham encontrado o foco, mas às vezes pode ter mais de um foco. Pode acontecer da pessoa fazer a cirurgia de remoção, passar vários anos e voltar a ter crise.

Aluna: Quanto tempo essas crises costumam durar? Varia de uma pessoa para outra?

Ana: Varia. As crises espontâneas normais são rápidas, costumam durar 3-5 minutos, que é o que vemos nos ratos também. Mas tem casos, como no status epilepticus que pode durar horas, dias.

Aluna: Ela tem noção que aconteceu isso (crise) com ela?

Ana: Ela não lembra, ela perde a memória da crise.

Prof. Robson França: O visual pode desencadear uma crise? Eu li que teve o episódio de um desenho, acho que foi do Pokémon, que gerou mais de mil crises só no Japão.

Ana: Sim. Umas das coisas que desencadeia crise são estímulos visuais repetitivos. Estímulos que se repetem numa frequência alta, isso provavelmente deve gerar um aumento da excitabilidade no cérebro e desencadeia uma crise. Ele não é a causa, a pessoa já tem epilepsia e aquilo desencadeia a crise.

Aluna: O uso de drogas também pode causar epilepsia?

Ana: O abuso de drogas é um dos motivos de desencadeamento de crise. Álcool em excesso e drogas também.

No final do encontro, a pesquisadora deixou alguns procedimentos que devem ser adotados durante uma crise epiléptica:
-Manter a calma
-Deixar o indivíduo deitado de lado com a cabeça elevada em local plano.
-Proteger a cabeça da pessoa
-Não se deve puxar a língua da pessoa durante a crise.
-Não dar nada para a pessoa beber ou comer.
-A crise cede após alguns minutos e é seguida por confusão.
-As crises não doem e nem são contagiosas.
-Se ocorrerem várias crises, levar a pessoa ao hospital.

 

 


Espaço dos alunos

A partir da análise das filipetas do encontro, a equipe da Casa da Ciência produziu este infográfico destacando as principais dúvidas manifestadas pelos alunos e os principais conceitos aprendidos no encontro. A finalidade deste instrumento é a avaliação dos momentos de aprendizagem do aluno e valorização da sua dúvida.

Texto: Gisele Oliveira.

Análise das filipetas: Flávia Kato.

Infográfico: Gisele Oliveira.

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