Receptores metabotrópicos para glutamato tipo 3 en la enfermedad de Parkinson

En los últimos años, numerosos estudios neurofisiológicos han caracterizado las alteraciones del movimiento voluntario y los mecanismos fisiopatológicos de la MP. Los estudios cinemáticos han demostrado que además de la bradicinesia, que literalmente significa ralentización del movimiento, los movimientos voluntarios en la EP se caracterizan por amplitud reducida (hipocinesia), ritmicidad alterada (disritmia) y disminución progresiva de amplitud y velocidad durante la ejecución de movimientos repetitivos (secuencia efecto). La evidencia reciente también sugiere que las características del movimiento voluntario pueden variar en las diversas etapas de la EP, se ha observado, por ejemplo, que en las primeras etapas de la enfermedad, es decir, en pacientes recién diagnosticados que no han sido tratados previamente con drogas dopaminérgicas movimientos repetitivos de golpecitos con los dedos se caracterizan por una amplitud y velocidad reducidas y la secuencia de efectos, sin cambios significativos en el ritmo del movimiento. En las etapas avanzadas de la EP, el movimiento se caracteriza por una marcada disminución de la amplitud y la velocidad y por una alteración del ritmo del movimiento, pero no por el efecto de secuencia.

TMS es una técnica neurofisiológica que permite el estudio no invasivo de diferentes mecanismos fisiológicos de M1 en humanos. La estimulación, administrada en estímulos únicos, permite, por ejemplo, evaluar parámetros neurofisiológicos como los umbrales motores, la amplitud de los potenciales evocados motores (MEP) y la llamada curva de reclutamiento de entrada-salida de los MEP, es decir, parámetros que reflejan la excitabilidad general del sistema corticoespinal. La TMS administrada en pares de estímulos magnéticos permite evaluar parámetros adicionales, como la inhibición intracortical a intervalos cortos (SICI) y la facilitación intracortical (ICF), es decir, parámetros que reflejan la excitabilidad de las interneuronas corticales inhibitorias y facilitadoras. En los últimos años, se han desarrollado más protocolos utilizando la estimulación repetitiva de M1 para inducir cambios duraderos en la amplitud de los eurodiputados que se cree que reflejan los mecanismos de plasticidad sináptica, similares a fenómenos similares observados en animales de experimentación. En particular, la técnica de estimulación asociativa (PAS), se basa en la estimulación eléctrica percutánea del nervio periférico y la estimulación concomitante de M1 por TMS en determinados intervalos de interestimulación (25ms o 10ms) para inducir cambios duraderos, de carácter facilitador o inhibitorio. sentido, en la amplitud de eurodiputados. Numerosos estudios de TMS se han realizado en pacientes con EP en los últimos años. Entre los principales resultados observados están la excitabilidad alterada de M1, especialmente un SICI reducido y una plasticidad sináptica reducida, probados con la técnica PAS u otros métodos. Recientemente, también hemos observado que algunas alteraciones de la excitabilidad y plasticidad de M1 se correlacionan con alteraciones cinemáticas específicas del movimiento en pacientes con EP, lo que sugiere que los cambios neurofisiológicos de M1 contribuyen a la fisiopatología de la bradicinesia. Además del papel central que juega un déficit dopaminérgico en MP, la evidencia reciente sugiere una posible participación del sistema glutamatérgico del neurotransmisor.

PRINCIPALES SUPUESTOS Y OBJETIVOS

Hipótesis:

Estudios previos han observado relaciones entre la inhibición cortical reducida y la plasticidad sináptica reducida de M1 y la gravedad general de la EP evaluada con escalas clínicas estandarizadas y técnicas de análisis de movimiento cinemático. En el presente estudio, relacionaremos los polimorfismos del receptor metabotrópico de glutamato tipo 3 (mGlu3) con la gravedad de los síntomas motores y no motores, la plasticidad cortical y otros parámetros neurofisiológicos en pacientes con EP.

Datos preliminares:

Observaciones previas obtenidas en nuestro laboratorio han demostrado que el estudio cinemático en la EP es una técnica válida para documentar objetivamente diversas alteraciones del movimiento voluntario, entre las que se encuentran la bradicinesia, la hipocinesia, la alteración del ritmo y el efecto de secuencia. Estas características pueden cambiar en varias etapas de la EP. Por ejemplo, se ha observado que en las primeras etapas de la enfermedad, los movimientos repetitivos de los dedos se caracterizan por una amplitud y velocidad reducidas y por el efecto de secuencia, sin alteraciones significativas en el ritmo del movimiento. En las etapas avanzadas de la EP, el movimiento se caracteriza por una marcada disminución de la amplitud y la velocidad y una alteración del ritmo del movimiento, pero no por el efecto de secuencia. Los estudios cinemáticos en pacientes con EP también han permitido cuantificar objetivamente los efectos de la terapia de reemplazo dopaminérgico sobre las diversas alteraciones que caracterizan a la EP. Los efectos objetivos de la terapia dopaminérgica sobre las diversas alteraciones del movimiento voluntario, cuantificados por estudios cinemáticos, son variables. En particular, se ha observado repetidamente que el efecto de secuenciación en pacientes con EP no mejora significativamente tras la administración de fármacos dopaminérgicos. Las observaciones previas obtenidas en estudios de TMS también han demostrado excitabilidad M1 alterada en pacientes con EP, que incluyen, por ejemplo, SICI reducido y plasticidad sináptica reducida, probados con la técnica PAS u otros métodos. En algunos casos se ha observado que la administración de fármacos dopaminérgicos es capaz de normalizar las alteraciones de los parámetros neurofisiológicos de M1 en la EP, sin embargo los resultados son variables. Recientemente, hemos observado que algunas alteraciones de la excitabilidad y plasticidad de M1 se correlacionan con alteraciones cinemáticas específicas del movimiento en pacientes con EP, lo que sugiere que los cambios neurofisiológicos de M1 contribuyen a la fisiopatología de la bradicinesia.

Objetivos:

En el presente estudio observacional monocéntrico, los investigadores proponen:

A) Realizar una caracterización precisa de las alteraciones del movimiento voluntario en pacientes con EP mediante el uso de escalas clínicas estandarizadas y un sistema informatizado para el análisis objetivo del movimiento voluntario y estudio detallado de posibles alteraciones neurofisiológicas de M1 en pacientes con EP, mediante el uso de técnicas TMS.

B) Evaluar los polimorfismos del receptor metabotrópico de glutamato tipo 3 (mGlu3) en pacientes con EP.

C) Investigar posibles correlaciones entre polimorfismos del receptor metabotrópico de glutamato tipo 3 (mGlu3), escalas de evaluación clínica, alteraciones de parámetros de movimiento cinemático y parámetros neurofisiológicos de M1.

METODOLOGÍA Y DISEÑO EXPERIMENTAL El estudio implica el reclutamiento de 20 pacientes con EP, diagnosticados según los criterios clínicos actuales y 20 sujetos control sanos. Se excluirán los pacientes con fluctuaciones motoras y discinesia. El reclutamiento de pacientes y sujetos de control se llevará a cabo en el Instituto IRCCS NEUROMED, ​​Pozzilli (IS). Todos los pacientes con EP se someterán a muestras de sangre para evaluar los polimorfismos del receptor metabotrópico de glutamato tipo 3 (mGlu3). Todos los participantes del estudio darán su consentimiento informado para los procedimientos experimentales, que serán aprobados por el comité de ética local y se llevarán a cabo de acuerdo con la Declaración de Helsinki.

Se utilizarán escalas clínicas estandarizadas y un sistema informatizado de análisis objetivo del movimiento voluntario para caracterizar las alteraciones del movimiento voluntario en pacientes con EP. Con este sistema se examinarán los movimientos del miembro superior, siguiendo las instrucciones dictadas por la escala más utilizada hoy en día en el ámbito clínico, a saber, la nueva versión de la UPDRS, promovida por la Movement Disorder Society. Los movimientos repetitivos de los dedos se examinarán invitando al paciente a dar golpecitos con el dedo índice sobre el pulgar. Para cada prueba, los movimientos se realizarán durante 15 segundos seguidos. Se realizarán tres grabaciones para cada movimiento. Se animará a los participantes a realizar los movimientos lo más rápido y amplio posible. Los movimientos se analizarán en el lado más afectado. El sistema de análisis informatizado permitirá extrapolar de manera objetiva los parámetros relacionados con la velocidad, la amplitud, el ritmo del movimiento y la secuencia de efectos.

El estudio de las alteraciones neurofisiológicas de M1 se realizará mediante la técnica TMS. Expulsando estímulos magnéticos únicos, se realizará una medida de parámetros que reflejan la excitabilidad de la vía corticoespinal, es decir, la medida de los umbrales motores y de la curva de reclutamiento input-output. Al administrar estímulos magnéticos en pares, de acuerdo con un paradigma de prueba de condición, a intervalos entre estímulos fijados en 2-4-10 y 15 ms, se medirán los parámetros que reflejan la excitabilidad de los circuitos intracorticales de tipo inhibitorio (SICI) y facilitador (ICF). . Finalmente, se utilizará la técnica PAS para estudiar los mecanismos de plasticidad sináptica de M1. PAS utiliza estimulación nerviosa periférica conjunta (estimulación eléctrica percutánea) y M1 (TMS) en un intervalo de interestimulación fijado en 25 ms. Durante la técnica PAS, se entregan 225 estímulos de forma global, a una frecuencia de 0,4 Hz y con una duración total de 15 minutos de estimulación.

Los pacientes con EP serán estudiados en una única sesión experimental, al menos doce horas después de la suspensión de los fármacos dopaminérgicos (sesión OFF). Los sujetos de control sanos serán evaluados en una sola sesión experimental.

SIGNIFICADO E INNOVACIÓN El principal aspecto innovador del estudio es el enfoque integrado que implica el uso tanto de técnicas de análisis cinemático del movimiento, como de técnicas de estimulación cerebral no invasiva. El presente trabajo podría, por tanto, permitir profundizar en el conocimiento actual y avanzar en la comprensión de los mecanismos fisiopatológicos que subyacen al control motor alterado en pacientes con EP.

EQUIPAMIENTO Y RECURSOS El estudio se llevará a cabo en el Instituto IRCCS NEUROMED, ​​Pozzilli (IS). El instituto cuenta con el material para realizar el estudio y en particular: el sistema optoelectrónico de cámaras infrarrojas (frecuencia de muestreo, 120 Hz), (SMART motion system, BTS Engineering, Milán, Italia) para evaluación cinemática; el software dedicado para el análisis de datos cinemáticos (SMART Analyzer, BTS Engineering, Milán, Italia); dos estimuladores magnéticos Magstim (Magstim Company, Withland, Reino Unido) para estimulación magnética simple y doble y un simulador eléctrico DS7 Digitimer (Digitimer, Reino Unido) para estimulación PAS; un amplificador D 360 Digitimer (Digitimer, Reino Unido) y un convertidor de analógico a digital AD 1401 plus (Cambridge Electronic Design, Reino Unido) para registrar la señal electromiográfica; un software dedicado (Signal® versión 4.00, Cambridge Electronic Design, Reino Unido) para el análisis fuera de línea de la señal electromiográfica.

RELEVANCIA TRADUCCIONAL DEL ESTUDIO Los resultados del estudio podrían ser útiles para una mejor comprensión de los mecanismos fisiopatológicos, y en particular de la implicación de M1, en la base de las alteraciones del movimiento voluntario en MP. Los resultados del estudio también podrían ser útiles para desarrollar posibles tratamientos, basados ​​en el uso de agonistas selectivos de subtipo y moduladores alostéricos positivos de los receptores metabotrópicos de glutamato tipo 3 (mGlu3).