Fotobiomodularea îmbunătățește recuperarea funcțională după leziuni cerebrale traumatice ușoare

Leziunea cerebrală traumatică (LCT) este o problemă majoră de sănătate la nivel global și reprezintă o cauză frecventă de deces și dizabilitate, în special în rândul tinerilor. Chiar și leziunile ușoare (LCTu) pot duce la simptome persistente, precum dureri de cap, depresie, probleme cognitive și de echilibru, afectând peste 50% dintre cei răniți la mai mult de șase luni după accident. În prezent, nu există terapii eficiente care să modifice evoluția bolii și să prevină leziunile secundare ale țesutului cerebral.

Fotobiomodularea ca terapie potențială

Fotobiomodularea (FBM) este o terapie bazată pe administrarea de lumină roșie sau infraroșu apropiat (600–1000 nm) pentru a obține un efect terapeutic. Mecanismul de acțiune al FBM se bazează pe absorbția energiei luminoase de către citocrom c oxidază, un complex al lanțului de transport al electronilor din mitocondrii. Aceasta duce la stabilizarea potențialului de membrană mitocondrială, reducerea stresului oxidativ și modularea căilor apoptotice, crescând supraviețuirea celulară și reducând activarea microgliei.

Studiile preclinice au arătat rezultate pozitive ale FBM în modele animale cu LCT moderate sau severe. În plus, aplicațiile clinice timpurii ale FBM au demonstrat îmbunătățiri ale simptomelor funcționale și neuropsihiatrice în faza de reabilitare a LCT, inclusiv în cazurile ușoare.

Parametrii optimi ai fotobiomodulării

Meta-analizele au identificat parametrii favorabili pentru FBM: lungimi de undă în jur de 665 și 810 nm; prima administrare în primele 4 ore după accident; și un număr total de tratamente zilnice de până la 3. Nu s-au observat diferențe semnificative între modul de undă continuu și cel pulsat sau între nivelurile de energie administrate.

Studiul Universității din Birmingham - obiective

• Validarea administrării FBM cu o iradianță de 20–40 mW/cm² la suprafața corticală a creierului de șobolan, utilizând modelarea ex vivo.
• Evaluarea eficacității diferitelor lungimi de undă ale FBM în promovarea recuperării funcționale și histologice după LCTu.

Metodologie

• Modelare ex vivo: S-au utilizat capete de șobolan pentru a determina parametrii siguri și eficienți de administrare a FBM la lungimile de undă de 660 nm și 810 nm.
• Model in vivo de LCTu: Șobolanii au fost supuși unui model de leziune prin cădere de greutate pentru a induce LCTu.
• Aplicarea FBM: FBM a fost administrată transcranian, zilnic, timp de 3 zile, începând la 10 minute după accident. S-au folosit lungimi de undă de 660 nm, 810 nm sau combinația acestora, cu o iradianță medie de 20 mW/cm².
• Evaluări funcționale: S-au utilizat testul de recunoaștere a obiectelor noi (NOR) pentru evaluarea memoriei și testul de mers pe bară (BW) pentru evaluarea echilibrului și coordonării motorii.
• Analize histologice și imunohistochimice: S-au efectuat pentru a evalua activarea astrocitelor și microgliei, depunerea matricei extracelulare și nivelurile de apoptoză.

Rezultate

• Administrarea eficientă a FBM: S-a demonstrat că dozele eficiente de FBM la 660 nm și 810 nm pot fi administrate transcranian la creierul șobolanilor, fără a produce încălzire semnificativă a țesutului.
• Îmbunătățirea recuperării funcționale: FBM a îmbunătățit semnificativ recuperarea funcțională după LCTu. Lungimea de undă de 810 nm a arătat cea mai mare eficacitate, îmbunătățind performanța în testele NOR și BW comparativ cu 660 nm sau combinația celor două.
• Reducerea activării astrocitelor și microgliei: Analiza histologică a arătat o reducere semnificativă a markerilor de activare pentru astrocite (GFAP) și microglie (CD11b) în faza acută post-traumatică la animalele tratate cu FBM.
• Modularea depunerii matricei extracelulare: S-a observat o reducere modestă a depunerii de fibronectină și laminină în anumite zone ale creierului la animalele tratate cu FBM.
• Reducerea apoptozei: FBM a redus nivelurile de caspază-3 clivată, un marker al apoptozei, sugerând un efect neuroprotector prin inhibarea căilor apoptotice.

Discuții

Studiul a demonstrat că FBM transcraniană, în special la lungimea de undă de 810 nm, îmbunătățește recuperarea funcțională și histologică după LCTu. Eficacitatea superioară a lungimii de undă de 810 nm poate fi atribuită penetrării mai profunde în țesutul cerebral comparativ cu 660 nm. Mecanismele propuse includ reducerea inflamației prin inhibarea activării astrocitelor și microgliei și prevenirea apoptozei neuronale.

Limitări ale studiului

• Modelul de LCTu utilizat poate să nu reflecte complet complexitatea leziunilor cerebrale moderate sau severe.
• Studiul a fost efectuat doar pe șobolani masculi; diferențele de gen în răspunsul la FBM ar trebui investigate în viitor.
• Nu s-au explorat efectele FBM asupra altor mecanisme, cum ar fi sinaptogeneza și neurogeneza.

Concluzii

FBM, în special la lungimea de undă de 810 nm, se dovedește a fi o terapie promițătoare pentru îmbunătățirea recuperării după LCTu. Prin promovarea neuroprotecției și reducerea inflamației și apoptozei, FBM contribuie la restabilirea funcțiilor cognitive și motorii afectate de traumatism. Aceste descoperiri susțin necesitatea unor studii clinice suplimentare pentru a evalua potențialul FBM ca intervenție terapeutică non-invazivă în tratamentul LCTu la om.

sursa: Science Daily