Modelos Experimentais de Epilepsia Focais

 

Luiz Eugênio Araújo Mello

Departamento de Fisiologia, Universidade Federal de São Paulo

 

 

 

 

Introdução

Epilepsia é um termo genérico que se refere a conjunto heterogêneo de distúrbios do sistema nervoso central. As epilepsias podem ser categorizadas em generalizadas e parciais, com referencia ao envolvimento de parte do sistema nervoso (parciais) ou de ambos hemisférios cerebrais (generalizadas). Há algum tempo atrás as epilepsias parciais eram referidas como epilepsia focais. Esse termo (ficais) caiu em desuso visto que nem sempre era possível determinar esse “foco” epiléptico. Por outro lado a manifestação clínica da crise epiléptica, tendo uma natureza limitada, certamente permitia o emprego do termo parcial, que assim prevalece neste momento.  Por outro lado, o termo “focal” tem certamente um importante apelo quando se considera a geração de uma dada crise epiléptica.  É evidente que a crise deve ter inicio em uma porção de tecido (ai considerado o conjunto de neurônios, de células gliais, vasos sanguineos, matriz extra-celular) e assim essa porção de tecido poderia ser chamado de “foco”.

            Ainda que nos casos das epilepsia humanas, o conceito de foco possa ter diversos complicantes (dos quais apenas um foi indicado acima) quanto se trata de um modelo experimental, a ideia de foco pode ser certamente mais aceitável.  Assim, de forma geral, denominamos de modelos de epilepsia focal aqueles modelos que servem para modelar as epilepsia parciais vistas na clínica.

            Um importante atributo de qualquer modelo tem a ver com o que se pretende modelar. Além disso, um modleo é semore apenas um modelo e jamais a situação real. Tem portanto limitações, que devem ser do conhecimento de seu usuário.

 

Modelos em geral

Um modelo de epilepsia pode ter várias dimensões e planos de categorização. Pode ser um modelo in vivo, utilizando portanto um animal inteiro, ou um modelo in vitro, utilizando uma fatia de tecido ou uma cultura de células ou ainda células isoladas. Duas variantes ainda existem nessa dimensão, modelos in situ, onde o encéfalo é mantido em seu local mas o animal morto é oxigenado e mantido em equilíbrio graças a canulação das carótidas, e modelos in silico, na verdade um trocadilho com os demais termos para referir as modelagens feitas em computador.

Uma outra dimensão refere-se ao tipo de célula, de conjunto de células ou de animais que se utilizar. Uma outra intimamente relacionada a esta é a genética.  Assim, evidentemente, ao usar um camundongo (Mus) como animal de experimentação, posso ter acesso a um gigantesco repertório de mutações genéticas espontâneas ou induzidas e que me permitam acessar detalhes da sinalização celular. Ratos (Rattus) por outro lado, permitem uma maior acesso em termos de abordagens eletrofisiológicas crônicas bem como da própria análise comportamental por meio do vídeo, além é claro de terem um encéfalo significativamente maior.  Cobaias ou porcos-da-India (Cavia) são muito utlizados em experimentos em que se fatia o encéfalo ou mais especificamente para aquela preparação in situ acima referida. Macacos tiveram um tempo áureo de uso, principalmente com animais do velho mundo (Macaca e Papio) nas décadas de 1950 até 1970 tendo tido uma importante redução desde então. Outros roedores que foram ou estão sendo utilizados são o Proechymis o gerbo (Meriones unguiculatus) e em primatas o sagui (Callithrix) Fora os mamíferos, a mosca das frutas (Drosophila), o peixe paulistinha (Danio rerio), os ovócitos de Xenopus igualmente têm contribuido com modelos de epilepsia, além de mais antigamente terem sido descritos modelos em aves (Gallus), anfibios (Buffus) e tartarugas (Chrysemys).

Outras dimensões incluem crônico versus agudo e com crises espontâneas versus induzidas. Essas duas dimensões por sua vez podem misturar-se havendo modelos de crises agudas espontâneas bem como modelos de crises induzidas crônicas. Ainda uma outra dimensão refere-se a forma de indução das crises que pode ser mediante a aplicação de estímulos químicos (drogas, toxinas) ou físicos (frio, calor, eletricidade, mecânico, som, luz) que por sua vez podem produzir crises agudamente ou desencadear a emergência de crises tardias e espontâneas.

 

O que modelar?

Ainda que a maioria dos trabalhos com epilepsia use modelos de epilepsia em ratos (12.913 trabalhos no PubMed em 10/01/07), há um significativo contingente de pesquisa em epilepsia em camundongos (6.056) e um número bem menor nas demais espécies (457 em cobaias, 254 em gerbiolos, 204 em Rhesus, 53 em Drosophila). Esses números indicam que muitas vezes possivelmente não se utiliza o melhor modelo para modelar uma dada situação ou pergunta clínica. É certo que o rato, não necessariamente é o animal que melhor mimetiza ou se adequa a responder as perguntas feitas nesses diversos trabalhos de pesquisa. Por outro lado, a disponibilidade do animal em um dado laboratório, a tradição de um grupo de pesquisa, e um certo comodismo resultam nesse uso majoritário de ratos. Da mesma forma, é pouco provável que a concentração de trabalhos em 5 formas de indução de convulsões ou epilepsia (2.847 pentilenotetrazol, 2621 kindling, 1.868 ácido caínico, 801 pilocarpina, 723 eletrochoque máximo) resulte em uma adequada caracterização das várias nuances e perguntas científicas em epilepsia.

Assim, a definição adequada da hipótese experimental, da pergunta sendo formulada, deve ser o primeiro elemento no estabelecimento do modelo escolhido. Idealmente uma dada demonstração deveria inclusive ser feita em mais de um modelo experimental de forma a eliminar aspectos de interpretação que possam ser específicos apenas de um dado modelo (permitam generalizar os achados). O outro item essencial na definição do modelo é conhecer-se bem o modelo e saber de suas limitações e de suas vantagens.

Em epilepsia as perguntas poderiam ser divididas naquelas relativas a ictogênese (geração de crises) e epileptogênese (geração de epilepsia). Nesses termos podemos estar buscando entender como uma crise é gerada. Quais os circuitos neuroanatômicos envolvidos, que evidentemente variam de acordo com a região do sistema nervoso (neocortex, amigdala, hipocampo) e com a forma de indução (química, física) e com a idade de indução (animal adulto, jovem). Quais os sistemas de neurotransmissão, em termos de sua identidade (GABA, glutamato, NPY), nível de envolvimento (síntese, liberação, degradação, receptores). Podemos igualmente tentar entender como uma crise acaba, ou ainda como algumas crises tardam em acabar e evoluem para um estado de mal epiléptico. E para cada uma dessas perguntas, certamente um modelo ideal e distinto deve existir.

No curso essa apresentação vai detalhar alguns dos mais importantes modelos de crises e epilepsia focal e usará como base a bibliografia abaixo indicada.

 

Questões base preparatórias:

1)      Porque usar modelos de epilepsia focal?

2)      Qual a diferença entre um modelo de epilepsia e um modelo de crise focal?

3)      Em que condições é mais vantajoso utilizar um modelo in vitro?

4)      Podemos chamar de convulsão uma descarga epiléptica in vitro?

5)      Porque utilizar outras espécies de mamiferos?

6)      Quais os limites a serem vencidos?

 

 

Referência Central

 

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