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Pesquisadores liderados por Hidetoshi Masumoto e Genshiro Sunagawa no RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research (BDR) no Japão desenvolveram um novo método de proteção de órgãos durante cirurgia cardíaca e aórtica quando a circulação sanguínea deve ser bloqueada. Em vez de depender de temperaturas frias para induzir o hipometabolismo e reduzir a necessidade de oxigênio, a técnica funciona estimulando os neurônios Q no cérebro, que desaceleram o metabolismo para um estado de hibernação. Neste estudo de prova de conceito, o procedimento protegeu os rins de camundongos de danos devido à falta de oxigênio e evitou efeitos colaterais prejudiciais relacionados à hipotermia prolongada. As descobertas podem levar a novas formas de realizar cirurgias semelhantes em pessoas.
Para alguns tipos de cirurgia cardíaca e aórtica, os médicos devem cortar a circulação sanguínea enquanto trabalham para reparar a aorta. Nos últimos 50 anos, esse tipo de cirurgia foi realizada após o uso de temperaturas frias para induzir hipotermia profunda, que desacelera o metabolismo do corpo para que os órgãos possam sobreviver com muito pouco oxigênio. Embora seja eficaz na proteção de órgãos como os rins, também reduz a coagulação do sangue, causando sangramento excessivo e a necessidade de transfusões de sangue.
Masumoto e sua equipe da RIKEN BDR têm procurado maneiras de desacelerar o metabolismo sem induzir hipotermia. Sabemos que muitos animais – como ursos e esquilos – podem hibernar e, apesar do metabolismo extremamente lento durante a hibernação, eles são saudáveis quando acordam. No entanto, como a maioria dos animais, as pessoas não hibernam. Este foi o fim da história até alguns anos atrás, quando o grupo de Sunagawa descobriu uma maneira de induzir um estado de hibernação em camundongos – animais que normalmente não hibernam. “Se pudermos induzi-los, há muitas possibilidades de usar estados semelhantes à hibernação na medicina cardiovascular, na medicina de ressuscitação ou em outros casos em que a proteção de órgãos por hipotermia é insuficiente ou inadequada”, diz Sunagawa.
Mas primeiro, a eficácia da técnica precisa ser verificada em modelos animais. O novo estudo é a primeira implementação clínica da técnica e testou sua eficácia usando um modelo de rato de cirurgia aórtica que requer parada circulatória. Os estudos anteriores da equipe mostraram que o hipometabolismo em nível de hibernação pode ser alcançado ativando neurônios especiais no hipotálamo do cérebro, chamados neurônios Q. A biotecnologia quimiogenética permitiu aos pesquisadores desencadear a ativação desses neurônios específicos com uma injeção. Eles compararam quatro grupos de camundongos modelo que variaram em se temperaturas frias foram ou não usadas para induzir o hipometabolismo e se os neurônios Q foram ou não ativados.
O dano renal e a função renal foram avaliados observando os níveis de biomarcadores no sangue. A análise mostrou que o hipometabolismo induzido por neurônios Q em temperaturas normais protegeu os rins, assim como o induzido por hipotermia. “Com esses resultados, agora sabemos que os estados de hibernação induzidos pelos neurônios Q podem ser usados para proteger os órgãos”, diz Masumoto.
O objetivo final da pesquisa de Masumoto e Sunagawa é desacelerar o metabolismo das pessoas durante uma cirurgia cardíaca ou por outras razões médicas, usando alguma variação dessa técnica. Mas como os neurônios Q nas pessoas não podem ser ativados seletivamente da mesma forma que em camundongos modificados experimentalmente, a equipe agora está procurando maneiras de proteger os órgãos a jusante do cérebro. “A ativação dos neurônios Q desencadeia uma sequência de eventos biológicos que permite que os órgãos existam em um estado hipometabólico por dias”, explica Sunagawa. “Uma vez que sabemos exatamente quais são esses eventos, estamos confiantes de que podemos induzi-los farmacologicamente no corpo, sem a necessidade de ativar primeiro os neurônios Q”.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por RIKEN. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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