Metabolismo Energético Cerebral e Sono em Adultos

A doença de Alzheimer (AD) está progredindo rapidamente na população idosa e as alterações fisiopatológicas no cérebro começam pelo menos 1-2 décadas antes do início da doença. Durante este período de progressão lenta, os indivíduos podem notar mudanças sutis na memória e este subconjunto da população é denominado como Comprometimento Cognitivo Leve (MCI). O MCI é um estágio pré-clínico da doença de Alzheimer (DA) em que os indivíduos apresentam queixas de memória, mas são funcionalmente independentes e ainda não foram diagnosticados clinicamente com demência. Novas modalidades para identificação potencial da progressão da doença incluem diferentes biomarcadores, tecnologias de ponta, como rastreamento do sono e espectroscopia por ressonância magnética (MRS), podem fornecer ferramentas adicionais essenciais para facilitar a detecção precoce da doença, o que pode permitir para intervenção precoce e fornecer um medidor potencial para uma resposta ao tratamento.

O primeiro objetivo deste projeto de pesquisa visa entender as variações na energia cerebral e nos metabólitos fosfolipídicos medidos por espectroscopia de ressonância magnética a 7 Tesla em três grupos: adultos cognitivamente saudáveis, MCI e DA. O cérebro requer muita energia na forma de trifosfato de adenosina (ATP) para sustentar a atividade neuronal e possui uma rica fonte de fosfolipídios para manter as funções biológicas. Portanto, anormalidades no mecanismo de fornecimento de energia e fosfolipídios podem afetar uma ampla gama de funções nas células neuronais. A literatura anterior usando 18FDG PET scan mostrou deficiências no metabolismo da glicose cerebral associadas ao declínio cognitivo no MCI mesmo antes de o indivíduo apresentar disfunção cognitiva clinicamente aparente. Assim, medir a proporção de metabólitos de energia ATP-para-PCr (ATP/PCr) e Pi-para-PCr (Pi/PCr) oferece uma maneira promissora de prever o estado ativo do cérebro em repouso.

Além disso, os níveis de fosfolipídios começam a diminuir por volta dos vinte (20) anos de idade, e um declínio mais pronunciado é percebido após os 80 anos de idade. Assim, cérebros envelhecidos e doentes são mais suscetíveis às alterações nos níveis de metabólitos de fosfolipídios que podem levar a distúrbios neurodegenerativos. Duas classes de metabólitos fosfolipídicos que podem ser estudados usando 31P MRS são fosfomonoésteres (PMEs) e fosfodiesterase (PDEs). As PMEs são os blocos de construção essenciais para a síntese da membrana celular/neuronal, enquanto as PDEs são os metabólitos da quebra da membrana fosfolipídica da célula/neuronal. Uma proporção mais alta de PMEs para PDEs pode, portanto, refletir como uma melhora na saúde do cérebro levando à neurogênese, com o oposto sugerindo neurodegeneração. Assim, o 31P MRS abriu uma janela para medir vários metabólitos neuroquímicos de forma não invasiva, o que poderia fornecer informações detalhadas sobre importantes metabólitos de fosfato de alta energia, bem como metabólitos de fosfolipídios em tempo real. O scanner de ressonância magnética de campo magnético ultra-alto 7T, que agora está cada vez mais acessível em todo o mundo e permite a medição rápida e precisa do BEM, pode fornecer uma abordagem abrangente para auxiliar no diagnóstico do processo neurodegenerativo de adultos cognitivamente normais para MCI e AD e também monitorar o tratamento respostas às novas drogas.

Em segundo lugar, distúrbios nos padrões de sono podem afetar o metabolismo energético do cérebro, alterando a proporção de energia cerebral e metabólitos fosfolipídicos, causando assim funções cognitivas cerebrais prejudicadas. O envelhecimento é um moderador significativo da qualidade do sono e pode afetar o sono não REM de ondas lentas (SWS), o que facilita a eliminação de material tóxico como a proteína amiloide. O sono estável ajuda a restaurar as respostas neurobiológicas e neurofisiológicas sobre os requisitos de energia que afetam as mudanças na concentração de energia cerebral e no metabolismo dos fosfolipídios. Atualmente, faltam dados sobre a relação entre sono, necessidade de energia cerebral e seu efeito no desempenho de domínios cognitivos para envelhecimento saudável, DCL e DA.

Em terceiro lugar, o BEM é regulado por genes específicos que suportam os requisitos contínuos de energia para a atividade elétrica do cérebro. Portanto, nesta pesquisa, estamos interessados ​​em investigar o efeito de dois genes APOE ε4 e ABCA7 na energia cerebral e metabólitos fosfolipídios nos três grupos. É essencial entender essa conexão, pois os genes regulam a síntese de proteínas/enzimas apropriadas, como a proteína transportadora ABCA7 para o metabolismo da glicose, levando à produção de energia.

Finalmente, com base em uma "hipótese de melhorar o sono primeiro", uma intervenção odontológica (MyTAP; tratamento com aparelhos orais de tração mediana (OA) será oferecida aos participantes que apresentam sono anormal e parâmetros de obstrução das vias aéreas superiores. A resposta terapêutica para atenuar a obstrução das vias aéreas superiores durante o sono, usando pressão positiva contínua nas vias aéreas (CPAP), também demonstrou melhorar o funcionamento cognitivo em pacientes com DA e AOS. Na maioria dos casos, a obstrução das vias aéreas superiores também pode ser corrigida de forma aguda usando um aparelho oral simples, clinicamente comprovado e aprovado pela FDA para restaurar a qualidade do sono e possivelmente melhorar a cognição e "normalizar" o BEM. Atualmente, não há relatos sobre a eficácia da terapia com aparelhos orais para melhorar a sonolência diurna, medidas objetivas do sono e função cognitiva em pacientes com DCL ou DA. O MyTAP é semelhante a outros aparelhos orais com design de tração de linha média que estão em uso clínico há mais de 20 anos sem quaisquer efeitos adversos graves no tratamento de pacientes com ronco primário a apneia do sono grave O aparelho oral MyTAP será usado de acordo com suas indicações de uso e rotulagem aprovada pela FDA. A segurança e a eficácia do aparelho oral de tração na linha média já foram publicadas. De acordo com o rótulo aprovado pela FDA, a família MyTAP® OA de dispositivos intra-orais destina-se ao tratamento do ronco noturno e da apneia obstrutiva do sono leve a moderada em pacientes com 18 anos de idade ou mais.

O estudo será concluído em duas fases. Na Fase 1, o participante elegível completará um conjunto de testes neurocognitivos, coleta de amostras genéticas, avaliação do sono e varredura MRS. Se o participante estiver interessado em intervenção odontológica, ele avançará para a Fase-2. Na Fase 2 do estudo, os participantes completarão a intervenção odontológica por três meses, seguida de testes neurocognitivos e avaliação do sono.