Alterata plasticità sinaptica in pazienti affetti da tumore cerebrale
Terranova C.,Allegra C., Maggio R., Marino M., Rizzo V., Girlanda P. and Quartarone A.
Dipartimento di Neuroscienze, Università di Messina, Italia
BACKGROUND
La plasticità neuronale è la proprietà che possiede il sistema nervoso centrale di cambiare l’efficienza nella trasmissione di circuiti neuronali in risposta a diverse
modificazioni ambientali, lesioni cerebrali o nell’apprendimento di nuovi compiti. Il fenomeno del Long Term Potenziation (LTP) è considerato uno dei meccanismi
cardine della plasticità corticale ed è caratterizzato da un aumento persistente della trasmissione sinaptica (1).
OBIETTIVI
Lo scopo di questo lavoro era di studiare la plasticità sinaptica della corteccia motoria primaria di entrambi gli emisferi in pazienti affetti da tumore cerebrale. Abbiamo
utilizzato un protocollo elettrofisiogico, chiamato repetitive paired associative stimulation (rPAS), che comprende la stimolazione transcranica magnetica ripetitiva
(rTMS) in associazione con la stimolazione elettrica del nervo mediano controlaterale, che modifica l’eccitabilità cortico-spinale in soggetti di controllo sani.
MATERIALI E METODI
Paziente Età, sesso
Sede
Istologia
AEDs
Abbiamo studiato 10 pazienti affetti da tumore cerebrale (3 donne; età media
54.8
14.2 anni), e 10 controlli sani di età comparabile (4 donne; età media 51.8
14.2 anni). La tabella mostra le carattestiche cliniche e la diagnosi istologica dei
pazienti con tumore cerebrale.
E’ stato utilizzato il protocollo rPAS per valutare la plasticità sinaptica della
corteccia sensori-motoria (2).
Il protocollo rPAS consiste di 600 coppie di stimoli magnetici transcranici alla
frequenza di 5Hz per 2 minuti accoppiati con la stimolazione elettrica del nervo
mediano controlaterale che precede la TMS di un intervallo interstimolo di 25
msec. L’intensità dello stimolo elettrico è stata impostata al doppio della soglia
# 1, CR
48 aa, F
Parietale sn
Glioma a bassa malignità
no
# 2, CG
65 aa, M
Temporale sn
Astrocitoma fibrillare diffuso (WHO II)
LVT
# 3, DMB
52 aa, F
Area mot. dx
Metastasi da Ca Colon
no
# 4, FT
72 aa, F
Parietale sn
Glioma a bassa malignità
no
#5, CG
56 aa, M
Parietale sn
Glioma a bassa malignità
LVT
#6, VA
65 aa, M
Temporale dx
Glioma a bassa malignità
#7, PN
55 aa, F
Frontale dx
Oligodendroglioma (WHO II)
#8, BA
39 aa, M
Frontale sn
Oligoastrocitoma (WHO II)
LVT
#9, CS
41 aa, M
Frontale dx
Astrocitoma fibrillare diffuso (WHO II)
LVT
#10 MR
60 aa, M
LVT
no
LVT
Temporo-occ. sn Metastasi da Ca polmone
sensoriale, mentre l’intensità della TMS è stata settata individualmente al 90%
della soglia motoria in attivazione (AMT).
Il protocollo rPAS è stato somministrato in 2 sessioni separate, a distanza di
almeno una settimana l’una dall’altra, sia sull’emisfero sano che su quello affetto.
Sui soggetti di controllo è stato studiato solo l’emisfero dominante.
Abbiamo misurato la soglia motoria a riposo (RMT) e l’ampiezza del potenziale
RMT
AMT
MEP
evocato motorio (MEP) dal muscolo abduttore breve del pollice (APB) in
RMT
AMT
MEP
RMT
AMT
MEP
RMT
AMT
MEP
T0
T15
T30
600 stimoli
accoppiati
utilizzando TMS e
stimolazione
elettrica periferica
con ISI di 25 msec
condizioni basali, subito dopo (T0), dopo 15 (T15) e 30 minuti (T30) dalla
somministrazione del protocollo di condizionamento (Figure 1).
Baseline
rPAS
RISULTATI
Il protocollo rPAS ha indotto un incremento duraturo dell’ampiezza del MEP nei soggetti sani (p > 0.05). L’rPAS non ha indotto alcun cambiamento
significativo dell’ampiezza del MEP sia sull’emisfero sano che su quello affetto nei soggetti da tumore cerebrale (rPAS).
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CONCLUSIONI
Nei soggetti con neoplasia cerebrale la plasticità sinaptica è alterata in entrambi gli emisferi. Tale dato che necessita la conferma con ulteriori studi a
livello molecolare suggerisce che i pazienti affetti da tumore cerebrale hanno un’alterazione globale dei meccanismi di plasticità che potrebbe spiegare
come i tumori cerebrali siano associati ad estese alterazioni cognitive che non correlano con la localizzazione primaria del tumore.
REFERENCES
-Bliss TV, Lomo T. Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anaesthetized rabbit following stimulation of the perforant path. J Physiol
1973;232:331-356.
-Quartarone A, Rizzo V, Bagnato S, Morgante F, Sant'Angelo A, Girlanda P, Siebner HR. Rapid-rate paired associative stimulation of the median nerve and motor cortex can
produce long-lasting changes in motor cortical excitability in humans. J Physiol. 2006 Sep 1;575:657-70.
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