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Fotobiomodulación transcraneal para tratar la demencia y la enfermedad de Alzheimer
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Resultados de los últimos estudios, papel del sistema glinfático y otros mecanismos
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Conclusión
La PBM transcraneal es un enfoque nuevo y muy prometedor para tratar la demencia y, en concreto, su tipo más común, la enfermedad de Alzheimer. Una revisión de los estudios preclínicos y clínicos, así como estudios adicionales en humanos, concluyeron sistemáticamente resultados clínicos beneficiosos significativos. Los cuidadores también pueden beneficiarse de la mejora de la independencia de los pacientes. Este artículo ofrece breves resúmenes de algunos de estos estudios. También examina los mecanismos de acción subyacentes y, en concreto, explica cómo la PBM puede mejorar la función del sistema glinfático y, por tanto, la eliminación de los agregados de proteína beta-amiloide, que son un sello patológico distintivo de la enfermedad de Alzheimer.
Introducción: Breves datos sobre la demencia y la enfermedad de Alzheimer
En mi último post, resumí los mecanismos más importantes de la terapia de fotobiomodulación transcraneal. Profundicemos ahora en una de sus aplicaciones mejor establecidas: la demencia y la enfermedad de Alzheimer.
La OMS estima que más de 55 millones de personas en todo el mundo vivirán con demencia en 2020. Hay más de 10 millones de nuevos casos al año, lo que equivale a un nuevo caso cada 3 segundos y lleva a una estimación de 78 millones de casos para 2030 y 139 millones para 2050 [1].
La demencia en sí no es una enfermedad específica, sino más bien un término paraguas que incluye una variedad de síntomas, tales como
- disminución de la memoria,
- disminución de la capacidad de razonamiento, juicio y pensamiento
- cambios en el comportamiento y en la capacidad de utilizar el lenguaje
- disminución de la atención y la concentración.
La carga social de la demencia se hace aún más evidente si tenemos en cuenta que la enfermedad no sólo afecta a los propios pacientes, sino también a muchas personas de su entorno social.
El término enfermedad de Alzheimer se utiliza a menudo como sinónimo de demencia, cuando en realidad sólo describe un tipo específico de demencia. Sin embargo, es el tipo más común y puede contribuir al 60-70% de todos los casos de demencia [1]. En comparación con otros tipos de demencia, se caracteriza por dos rasgos específicos: La acumulación de placas beta-amiloides y el enredo de la proteína tau.
Los tratamientos actuales de la demencia y el Alzheimer se centran en mejorar síntomas como la pérdida de memoria y los problemas de razonamiento, pero no detienen el deterioro y la muerte subyacentes de las células cerebrales y, por tanto, no detienen la progresión de la enfermedad.
En este contexto, parece obvio que se necesitan urgentemente intervenciones adicionales para hacer frente a uno de los mayores retos sanitarios de la sociedad. La fotobiomodulación transcraneal es precisamente eso, una nueva y prometedora intervención para tratar la demencia en general y la enfermedad de Alzheimer en particular. Echemos un vistazo a los estudios que ya existen.
Revisión de estudios preclínicos y clínicos de PBM- para la demencia (2021)
Una revisión publicada en 2021 en el "Journal of Alzheimer's Disease" revisa 36 artículos publicados, de los cuales nueve se realizaron en cultivos celulares, diecisiete en animales y diez en humanos. Sorprendentemente, todos estos estudios concluyeron resultados clínicos beneficiosos. Además, destacaron que la intervención carecía de efectos secundarios y era "notablemente" fácil de utilizar [2].
Otros estudios en humanos desde 2021
Desde 2021, se han publicado más estudios en humanos.
Un ensayo en "envejecimiento y enfermedad" [3] comparó los efectos de la terapia tPBM administrada dos veces al día durante 6 minutos durante ocho semanas frente a la terapia simulada con un dispositivo simulado. Después de ya siete días, los pacientes del grupo de estudio informaron de una mejora en la calidad del sueño. Al cabo de dos o tres semanas, los pacientes del grupo de estudio manifestaron menos ansiedad, mejor estado de ánimo y energía y funciones cognitivas, y rutinas diarias más positivas. Estos hallazgos pueden considerarse efectos clínicos significativos y también ponen de relieve que pueden obtenerse resultados rápidamente si el tratamiento se administra con alta frecuencia. Cabe mencionar que las intervenciones diarias se realizaron cómodamente en los domicilios de los pacientes ancianos, sin que se registraran efectos secundarios.
Un ensayo clínico aleatorizado publicado en "Photobiomodulation, photomedicine, and laser surgery" sobre 32 pacientes con demencia informó de una mejora significativa de las funciones cognitivas de los pacientes que recibieron tPBM (medida mediante el examen del estado mental y las pruebas clínicas de clasificación de la demencia), en comparación con un grupo de control [4]. La mejora de las funciones cognitivas vino acompañada de una mejora de la calidad de vida y de la independencia en la vida cotidiana, lo que también ayudó a los familiares cuidadores al disminuir su carga.
Un ensayo doble ciego y aleatorizado en 53 pacientes con enfermedad de Alzheimer informó de los efectos de 40 tratamientos con tPBM en ocho semanas, con una duración de 25 minutos cada uno. Además de la mejora de las funciones cognitivas generales, los pacientes del grupo de estudio mostraron tiempos de ejecución de tareas más reducidos, períodos de atención más prolongados y, lo que es más destacable, un "alto cumplimiento" de la terapia (el 92,5% de los pacientes fueron capaces de mantener la terapia según lo previsto) [5]. Esto pone de relieve la viabilidad del enfoque para los pacientes con enfermedad de Alzheimer, que no se da automáticamente para todos los tratamientos.
Otros dos estudios en humanos analizaron específicamente, bajo validación EEG, los efectos del tPBM en las oscilaciones neuronales y, posteriormente, su impacto en la demencia y el Alzheimer [6,7]. Lea a continuación un poco más sobre los fundamentos de este enfoque.
¿Cómo actúa la tPBM en la demencia y la enfermedad de Alzheimer? Una inmersión más profunda en el sistema glinfático
En mi última entrada expliqué cómo puede funcionar la tPBM en general y podemos trasladar este conocimiento a nuestra comprensión de cómo algunas de las características típicas de la demencia y el Alzheimer pueden tratarse con PBM. Se trata de
- compromiso vascular cerebral,
- neuroinflamación,
- deterioro de la función mitocondrial,
- daño oxidativo,
- así como la pérdida de dendritas, sinapsis y neuronas [8].
Las características patológicas específicas de la enfermedad de Alzheimer son la aparición de ovillos neurofibrilares y niveles anormales de acumulación de proteína beta-amiloide, que son neurotóxicos y alteran la función celular. En última instancia, esto conduce a la pérdida de memoria y al deterioro cognitivo.
Aunque la proteína beta-amiloide se produce de forma natural y también se encuentra en personas sanas, sus niveles anormalmente altos parecen causar la aparición de la enfermedad de Alzheimer. En un cerebro sano, el sistema glinfático elimina suficiente cantidad de proteína beta-amiloide del organismo. En los enfermos de Alzheimer, el sistema glinfático parece haber perdido su capacidad de eliminar la proteína en medida suficiente.
Aquí, quiero profundizar en cómo el tPBM puede ayudar a eliminar la proteína beta-amiloide a través del sistema glinfático (el sistema linfático del cerebro. La "g" se añade como referencia a las "células de la glía"; las células de sostén del sistema nervioso).
Para ponerle en antecedentes, he aquí cómo funciona el sistema glinfático: El líquido cefalorraquídeo atraviesa los espacios perivasculares que rodean las arterias. A través de una proteína canalizadora de agua llamada acuaporina-4, desde allí pasa al espacio intersticial del cerebro, donde recoge todo tipo de productos metabólicos de desecho para limpiar el cerebro de materiales que podrían inhibir la homeostasis. Desde el espacio intersticial, se impulsa al espacio perivascular que rodea las venas. Todo el proceso es impulsado por las pulsaciones arteriales. A continuación, el líquido abandona el cerebro a través de una serie de vasos linfáticos situados en el interior de las meninges y se drena hacia los ganglios linfáticos cervicales [9].
Según una revisión reciente [10], existen cuatro mecanismos por los que la PBM puede mejorar la función natural del sistema glinfático y, por tanto, mejorar la eliminación de la proteína beta-amiloide:
- El PBM puede estimular el flujo del líquido cefalorraquídeo cambiando la estructura de las moléculas de agua, haciendo que el líquido sea menos viscoso y que fluya más libremente.
- El PBM puede descomponer los agregados de proteínas (en concreto, los agregados de beta-amiloide).
- El PBM puede aumentar la permeabilidad de los canales de agua de la acuaporina-4, permitiendo así que fluya más líquido por el cerebro.
- El PBM puede ensanchar los vasos linfáticos, presumiblemente debido a la liberación de óxido nítrico como consecuencia de la absorción de fotones en la citocromo c oxidasa.
En consonancia con estos mecanismos propuestos, tres estudios en ratones en modelos de ratón de la enfermedad de Alzheimer ya mostraron la estimulación inducida por PBM de la eliminación de beta-amiloide del cerebro [11-13]. No dude en consultar la bibliografía que figura a continuación para profundizar aún más.
¿Qué otros mecanismos podrían estar en juego?
Además de la importancia del sistema glinfático, la investigación también se centra en la conexión entre la fotobiomodulación y las oscilaciones neuronales. Actualmente existen pruebas sólidas de que la aplicación de diferentes longitudes de onda puede modificar significativamente la actividad oscilatoria de las neuronas [14]. La demencia y la enfermedad de Alzheimer se asocian a menudo con ondas gamma disrítmicas [15]. Por consiguiente, los parámetros de tratamiento que aumentan las amplitudes gamma pueden ser intervenciones eficaces en estos casos. De hecho, la luz de 810 nm, pulsada a 40 Hz, ya pudo potenciar con éxito las ondas gamma en un estudio piloto exploratorio en humanos que se publicó en Nature [16].
Breve resumen y perspectivas
Los resultados de los estudios publicados hasta ahora son positivos y no sólo incluyen efectos beneficiosos para los pacientes, sino que también sugieren que los cuidadores pueden beneficiarse de la mejora de la independencia de los pacientes. Sin embargo, los resultados están limitados por el tamaño relativamente pequeño de las muestras y aún no está claro qué fases de la progresión de la enfermedad pueden tratarse con eficacia. Ya hay más investigaciones en marcha y personalmente creo que este tratamiento evolucionará hasta convertirse en un tratamiento estándar para los pacientes con demencia y Alzheimer en los próximos años.
Descargo de responsabilidad
No soy un profesional de la medicina y lo anterior no pretende ser un consejo médico, simplemente comparto mis conocimientos personales sobre el tema.
Bibliografía
[1] https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/dementia
[2] Salehpour, F., Khademi, M., & Hamblin, M. R. (2021). Photobiomodulation Therapy for Dementia: A Systematic Review of Pre-Clinical and Clinical Studies. Journal of Alzheimer's disease : JAD, 83(4), 1431-1452.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33935090/
[3] Nizamutdinov, D., Qi, X., Berman, M. H., Dougal, G., Dayawansa, S., Wu, E., Yi, S. S., Stevens, A. B., & Huang, J. H. (2021). Transcranial Near Infrared Light Stimulations Improve Cognition in Patients with Dementia. Aging and disease, 12(4), 954-963.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8219492/
[4] Kheradmand, A., Donboli, S., Tanjani, P. T., Farhadinasab, A., Tabeie, F., Qutbi, M., & Kordmir, T. (2022). Therapeutic Effects of Low-Level Laser Therapy on Cognitive Symptoms of Patients with Dementia: A Double-Blinded Randomized Clinical Trial. Fotobiomodulación, fotomedicina y cirugía láser, 40(9), 632-638.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36126290/
[5] Blivet, G., Relano-Gines, A., Wachtel, M., & Touchon, J. (2022). A Randomized, Double-Blind, and Sham-Controlled Trial of an Innovative Brain-Gut Photobiomodulation Therapy: Safety and Patient Compliance. Revista de la enfermedad de Alzheimer : JAD, 90(2), 811-822.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36189591/
[6] Spera, V., Sitnikova, T., Ward, M. J., Farzam, P., Hughes, J., Gazecki, S., Bui, E., Maiello, M., De Taboada, L., Hamblin, M. R., Franceschini, M. A., & Cassano, P. (2021). Pilot Study on Dose-Dependent Effects of Transcranial Photobiomodulation on Brain Electrical Oscillations: A Potential Therapeutic Target in Alzheimer's Disease. Journal of Alzheimer's disease : JAD, 83(4), 1481-1498.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34092636/
[7] Vrankic, M., Vlahinić, S., Šverko, Z., & Markovinović, I. (2022). EEG-Validated Photobiomodulation Treatment of Dementia-Case Study. Sensors (Basilea, Suiza), 22(19), 7555.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36236654/
[8] Bathini, M., Raghushaker, C. R., & Mahato, K. K. (2022). The Molecular Mechanisms of Action of Photobiomodulation Against Neurodegenerative Diseases: A Systematic Review. Neurobiología celular y molecular, 42(4), 955-971.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33301129/
[9] Valverde, A., Hamilton, C., Moro, C., Billeres, M., Magistretti, P., & Mitrofanis, J. (2023). Luces en la noche: ¿mejora el sueño la fotobiomodulación? Neural regeneration research, 18(3), 474-477.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36018149/#:~:text=Sugerimos%20que%20el%20transcraneal%20nocturno,la%20calidad%20del%20sueño.
[10} Salehpour, F., Khademi, M., Bragin, D. E., & DiDuro, J. O. (2022). Photobiomodulation Therapy and the Glymphatic System: Promising Applications for Augmenting the Brain Lymphatic Drainage System. Revista internacional de ciencias moleculares, 23(6), 2975.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8950470/
[11] Zinchenko, Ekaterina & Klimova, Maria & Mamedova, Aysel & Agranovich, Ilana & Blokhina, Inna & Antonova, Tatiana & Terskov, Andrey & Shirokov, Alexander & Navolokin, Nikita & Morgun, A. & Osipova, Elena & Boytsova, Elizaveta & Yu, Tingting & Zhu, Dan & Kurths, Juergen & Semyachkina-Glushkovskaya, Oxana. (2020). Photostimulation of Extravasation of Beta-Amyloid through the Model of Blood-Brain Barrier. Electronics. 9. 1056. 10.3390/electronics9061056.
https://www.researchgate.net/publication/342526465_Photostimulation_of_Extravasation_of_Beta-Amyloid_through_the_Model_of_Blood-Brain_Barrier/citation/download
[12] Semyachkina-Glushkovskaya O., Klimova M., Iskra T., Bragin D., Abdurashitov A., Dubrovsky A., Khorovodov A., Terskov A., Blokhina I., Lezhnev N., et al. Transcranial Photobiomodulation of Clearance of Beta-Amyloid from the Mouse Brain: Effects on the Meningeal Lymphatic Drainage and Blood Oxygen Saturation of the Brain. Adv. Exp. Med. Biol. 2021;1269:57-61. doi: 10.1007/978-3-030-48238-1_9.
[13] Zinchenko E., Navolokin N., Shirokov A., Khlebtsov B., Dubrovsky A., Saranceva E., Abdurashitov A., Khorovodov A., Terskov A., Mamedova A., et al. Pilot study of transcranial photobiomodulation of lymphatic clearance of beta-amyloid from the mouse brain: Breakthrough strategies for non-pharmacologic therapy of Alzheimer's disease. Biomed. Opt. Express. 2019;10:4003-4017. doi: 10.1364/BOE.10.004003.
[14] Liebert, A., Capon, W., Pang, V., Vila, D., Bicknell, B., McLachlan, C., & Kiat, H. (2023). Mecanismos fotofísicos de la terapia de fotobiomodulación como medicina de precisión. Biomedicines, 11(2), 237.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36830774/
[15] Mably, A.J.; Colgin, L.L. Gamma oscillations in cognitive disorders. Curr. Opin. Neurobiol. 2018, 52, 182-187.
[16] Zomorrodi, R., Loheswaran, G., Pushparaj, A. et al. La fotobiomodulación transcraneal e intranasal de infrarrojo cercano pulsado modula significativamente las oscilaciones neuronales: un estudio exploratorio piloto. Sci Rep 9, 6309 (2019).
https://www.nature.com/articles/s41598-019-42693-x#citeas