Los estudios de Fan Wang sobre cómo el cerebro controla el dolor podrían conducir algún día a nuevos tratamientos que podrían ayudar a millones de personas.
Los estudios de Fan Wang sobre cómo el cerebro controla el dolor podrían conducir algún día a nuevos tratamientos que podrían ayudar a millones de personas.
Alrededor de 50 millones de estadounidenses sufren de dolor crónico, que interfiere con su vida diaria, sus interacciones sociales y su capacidad para trabajar.
Fan Wang – Instituto McGovern del MIT quiere desarrollar nuevas formas de ayudar a aliviar ese dolor mediante el estudio y la posible modificación de los mecanismos de control del dolor del propio cerebro.
La profesora Fan Wang del MIT
Su trabajo reciente ha identificado un “interruptor de apagado” para el dolor, ubicado en la amígdala del cerebro. Ella espera que encontrar formas de controlar este cambio pueda conducir a nuevos tratamientos para el dolor crónico.
“El dolor crónico es un problema social importante”, dice Wang.
“Al estudiar las neuronas supresoras del dolor en la amígdala central del cerebro, espero crear un nuevo enfoque terapéutico para aliviar el dolor”.
Wang, quien se unió a la facultad del MIT en enero de 2021, también es líder de una nueva iniciativa en el Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro que
estudia la adicción a las drogas, con el objetivo de desarrollar tratamientos más efectivos para la adicción.
“La prescripción de opioides para el dolor crónico es uno de los principales contribuyentes a la epidemia de opioides. Con la pandemia de Covid, creo que la adicción y la sobredosis están empeorando. Las personas están más ansiosas y buscan medicamentos para aliviar ese dolor mental”, dice Wang. “Como científicos, es nuestro deber abordar este problema”.
Circuitos sensoriales
Wang, que creció en Beijing, se describe a sí misma como “una niña nerd” que amaba los libros y las matemáticas. En la escuela secundaria, participó en concursos de ciencias y luego estudió biología en la Universidad de Tsinghua. Llegó a los Estados Unidos en 1993 para comenzar su doctorado en la Universidad de Columbia. Allí, trabajó en el seguimiento de los patrones de conexión de las neuronas receptoras olfativas en el laboratorio de Richard Axel, quien más tarde ganó el Premio Nobel por sus descubrimientos de los receptores olfativos y cómo se organiza el sistema olfativo.
Después de terminar su doctorado, Wang decidió cambiar de rumbo. Como posdoctorado en la Universidad de California en San Francisco y luego en la Universidad de Stanford, comenzó a estudiar cómo el cerebro percibe el tacto.
En 2003, Wang se unió a la facultad de la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke. Allí, comenzó a desarrollar técnicas para estudiar los circuitos cerebrales que subyacen al sentido del tacto, rastreando circuitos que transportan información sensorial desde los bigotes de los ratones hasta el cerebro. También estudió cómo el cerebro integra los movimientos de los órganos táctiles con señales de estímulos sensoriales para generar percepción (como el uso de movimientos de estiramiento para sentir la elasticidad).
Mientras continuaba con sus estudios de percepción sensorial, Wang se interesó en estudiar la percepción del dolor, pero sintió que necesitaba desarrollar nuevas técnicas para abordarlo. Mientras estaba en Duke, inventó una técnica llamada CANE (captura de conjuntos neuronales activados), que puede identificar redes de neuronas que son activadas por un estímulo particular.
Usando este enfoque en ratones, identificó neuronas que se activan en respuesta al dolor, pero se activaron tantas neuronas en todo el cerebro que no ofrecía mucha información útil. Como una forma de llegar indirectamente a cómo el cerebro controla el dolor, decidió utilizar CANE para explorar los efectos de los fármacos utilizados para la anestesia general. Durante la anestesia general, las drogas dejan inconsciente al paciente, pero Wang planteó la hipótesis de que las drogas también podrían apagar la percepción del dolor.
“En ese momento, era solo una idea descabellada”, recuerda Wang. “Pensé que podría haber otros mecanismos, que en lugar de solo una pérdida de conciencia, los anestésicos podrían hacer algo en el cerebro que en realidad apaga el dolor”.
El apoyo a la existencia de un “interruptor de apagado” para el dolor provino de la observación de que los soldados heridos en un campo de batalla pueden continuar luchando, bloqueando esencialmente el dolor a pesar de sus heridas.
En un estudio de ratones tratados con anestésicos, Wang descubrió que el cerebro tiene este tipo de interruptor, en un lugar inesperado:
la amígdala, que está involucrada en la regulación de las emociones.
Demostró que este grupo de neuronas puede apagar el dolor cuando se activa, y cuando se suprime, los ratones se vuelven muy sensibles al tacto suave ordinario.
“Hay un nivel básico de actividad que hace que los animales se sientan normales, y cuando activas estas neuronas, sienten menos dolor. Cuando los silencias, sentirán más dolor”, dice Wang.
Apagando el dolor
Ese hallazgo, del que Wang informó en 2020, planteó la posibilidad de modular de alguna manera ese interruptor en humanos para tratar el dolor crónico. Este es un objetivo a largo plazo de Wang, pero se requiere más trabajo para lograrlo, dice. Actualmente, su laboratorio está trabajando en el análisis de los patrones de expresión de ARN de las neuronas en el grupo que identificó. También están midiendo la actividad eléctrica de las neuronas y cómo interactúan con otras neuronas en el cerebro, con la esperanza de identificar circuitos que podrían ser el objetivo para reducir la percepción del dolor.
Una forma de modular estos circuitos podría ser utilizar la estimulación cerebral profunda, que consiste en implantar electrodos en determinadas zonas del cerebro. El ultrasonido enfocado, que aún se encuentra en etapas tempranas de desarrollo y no requiere cirugía, podría ser una alternativa menos invasiva.
Otro enfoque que Wang está interesado en explorar es emparejar la estimulación cerebral con un contexto como mirar una aplicación de teléfono inteligente. Este tipo de emparejamiento podría ayudar a entrenar el cerebro para apagar el dolor usando la aplicación, sin necesidad de la estimulación original (estimulación cerebral profunda o ultrasonido).
“Tal vez no necesites estimular constantemente el cerebro. Es posible que solo necesite reactivarlo con un contexto”, dice Wang. “Después de un tiempo, probablemente necesite que lo reestimulen o lo reacondicionen, pero al menos tiene una ventana más larga en la que no necesita ir al hospital para recibir estimulación, y solo necesita usar un contexto”.
Wang, quien se sintió atraído por el MIT en parte por su enfoque en fomentar colaboraciones interdisciplinarias, ahora está trabajando con varios otros miembros del Instituto McGovern que están tomando diferentes ángulos para tratar de descubrir cómo el cerebro genera el estado de deseo que ocurre en la adicción a las drogas. incluida la adicción a los opiáceos.
“Nos vamos a centrar en tratar de entender este estado de deseo: cómo se crea en el cerebro y cómo podemos borrar ese rastro en el cerebro, o al menos controlarlo. Y luego puedes neuromodularlo en tiempo real, por ejemplo, y dar a las personas la oportunidad de recuperar el control”, dice.
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