La epilepsia vista desde
un laboratorio


La epilepsia vista desde
un laboratorio
      Autores

Hay quienes creen que el ser humano es la pieza maestra de la evolución en este planeta y, ciertamente, aunque cada parte de nuestro cuerpo —sea órgano, tejido o célula— es maravillosa, a muchos nos sorprende de sobremanera el cerebro. Pero ¿qué lo hace tan asombroso, tan especial?; ¿quizá su complejidad? o ¿será su capacidad para controlar el resto del cuerpo? Lo cierto es que aún hace falta mucho por conocer y aprender sobre él.
     Desafortunadamente, la complejidad del cerebro no se limita a su función normal, sino también a su mal funcionamiento; de allí lo difícil que ha sido entender y curar las enfermedades cerebrales y, en general, del sistema nervioso. De hecho, estas enfermedades requieren largos tratamientos, si no es que permanentes; claro, en caso de que exista alguno y, en general, resultan ser costosos. Paradójicamente, la enfermedad muchas veces incapacita a quien la padece, pero no causa su muerte inmediata.

Precisamente, una de las principales enfermedades neurológicas que ha aquejado y sigue afectando a la humanidad, desde hace cientos de años, es la epilepsia, cuyo nombre deriva de un término griego que significa enfermedad de las caídas, haciendo alusión a uno de sus principales síntomas. La Organización Mundial de la Salud calcula que en la actualidad, aproximadamente, 50 millones de personas de todo el mundo la padecen, con una prevalencia estimada que oscila entre cuatro y diez por cada 1,000 personas.
     Según reporte de 2013,* en México, la prevalencia se calcula entre 6.8 y 18 por cada 1,000 habitantes, lo que la convierte en un problema de salud pública.

Empecemos por el principio: se trata de un trastorno del cerebro que se caracteriza por una predisposición crónica a generar episodios de actividad eléctrica anormal en el cerebro —llamados crisis epilépticas— con consecuencias neurobiológicas (es decir: en la biología del cerebro), cognitivas (puesto que afectan la capacidad intelectual), psicológicas y sociales. Lo cierto es que no existe un solo tipo de epilepsia; de hecho, existen varios síndromes epilépticos, o grupo de enfermedades que tienen en común la presentación de crisis epilépticas.
     Dado su amplio número, sus causas también son múltiples y pueden variar desde la falta de oxígeno al nacer (hipoxia), traumatismo craneoencefálico, infección por cisticercos (cisticercosis), alteración genética (que puede implicar algún tipo de epilepsia hereditaria) o —como ocurre en la mayoría de los casos— simplemente se desconoce qué la originó. Sin embargo, las investigaciones realizadas concuerdan en que la manifestación de una crisis epiléptica requiere la presencia de una falla en la comunicación entre las células especializadas del cerebro: las neuronas, las cuales se comunican a través de neurotransmisores (sustancias químicas que actúan como mensajeros), algunos de los cuales promueven la actividad de las neuronas, por lo que se llaman excitadores (por ejemplo, el glutamato), mientras que otras la disminuyen y se denominan inhibidores (como el ácido gama-aminobutírico, mejor conocido como GABA).
     Estos mensajeros químicos funcionan todo el tiempo en un equilibro dinámico. Cuando esta armonía se pierde —ya sea por una mayor excitación, una menor inhibición o ambos— se genera un aumento de la actividad neuronal y, además, las neuronas se sincronizan; es decir, se activan al mismo tiempo, lo que origina las crisis epilépticas. Por si esto no fuera ya demasiado complicado, debemos recordar que las neuronas constituyen un tipo de células que se denominan excitables, porque los mensajes químicos se transforman en señales eléctricas (¡sí! como la electricidad que usamos día a día en casa) llamadas potenciales de acción, las cuales difunden la información entre las neuronas del cerebro. Estas señales eléctricas dependen de la entrada y salida de iones (átomos cargados eléctricamente) como el sodio (Na+), el potasio (K+) y el calcio (Ca+2), a través de compuertas denominadas canales iónicos.
     Cierto es que la epilepsia afecta al humano, pero otras especies de vertebrados, como primates, perros, aves y cerdos también pueden padecerla, por ello su estudio y entendimiento impacta significativamente en el bienestar de otras especies.

Mucho del conocimiento actual sobre la epilepsia se ha generado estudiándola desde un laboratorio y, aunque parezca increíble, las primeras investigaciones llevadas a cabo permitieron comprender que se trataba de una enfermedad del cerebro y no de una posesión demoniaca o enfermedad sagrada, como se consideró por mucho tiempo. Pero, ¿cómo se estudia? Para ello se emplea modelos experimentales que tratan de reproducir la enfermedad en el contexto de la forma como se manifiesta (mediante las crisis epilépticas) y las causas que la producen, para buscar el tratamiento farmacológico que conduzca a su control.
     A lo largo de la historia, los modelos experimentales de epilepsia han empleado varias especies animales, incluyendo gatos, primates, perros, jerbos, conejos y roedores. En la actualidad se emplea, esencialmente, ratones y ratas de laboratorio, pero también se ha desarrollado modelos en otros seres vivos como el pez cebra (Danio rerio), los renacuajos de la rana Xenopus laevis, el gusano Caenorhabditis elegans y la mosca de la fruta Drosophila melanogaster. Conviene mencionar que estos animales se crían específicamente para su empleo en la investigación biomédica, cuidando que su uso sea ético, asegurando su bienestar. El empleo de estas especies no mamíferas es de gran utilidad, ya que conocer su ciclo de vida y genoma —es decir, su información genética a detalle— ha hecho posible manipular la expresión de genes específicos del cerebro e, incluso, eliminarlos para estudiar la forma en que ciertas moléculas participan en la generación o terminación de las crisis epilépticas.
     En otros modelos de epilepsia, se provoca crisis epilépticas en animales de experimentación, aplicándoles una sustancia química que altera el equilibrio cerebral, ya sea aumentando las señales excitadoras o evitando aquellas que las inhiben. Entre los agentes químicos más empleados en la investigación en epilepsia se encuentran el ácido kaínico, la pilocarpina, el glutamato (que son excitadores), así como el pentilentetrazol y la bicuculina (que evitan la inhibición).


     Existen algunos modelos de epilepsia en los cuales los animales son naturalmente epilépticos, como los babuinos que son sensibles a la luz, las ratas que convulsionan en respuesta a un estímulo auditivo o ratas que presentan las llamadas crisis de ausencia (durante las cuales no se presenta movimientos musculares involuntarios como en las convulsiones, pero pierden el contacto con su medio ambiente).
     También existen otros modelos de epilepsia que, en vez de utilizar sustancias químicas, aplican corriente eléctrica, ya sea en un sitio específico del cerebro, como el llamado kindling (término inglés que significa encender), o a todo el cerebro, como en los electrochoques o, incluso, se puede utilizar calor para reproducir las llamadas crisis febriles —aquellas que se presentan cuando hay un aumento de la temperatura corpórea—.
     Otros modelos de experimentación consisten en utilizar animales —principalmente, ratones— con una alteración genética específica (por ejemplo en los genes que determinan la composición de las proteínas que conformarán los canales iónicos o los llamados receptores que son sitios capaces de reconocer a los neurotransmisores) que los hace epilépticos; es decir, presentan crisis epilépticas espontáneas, o bien, son más susceptibles a estímulos convulsivos.
     Una de las principales herramientas utilizadas para el diagnóstico clínico, y también para estudiar la epilepsia en el laboratorio, es la electroencefalografía, que consiste en registrar la actividad eléctrica de las neuronas utilizando pequeños electrodos que se colocan, ya sea directamente sobre la corteza cerebral —es decir, la parte más externa del cerebro— o en regiones más profundas, también denominadas subcorticales. Estos registros electrofisiológicos se realizan a la par de la observación de la conducta del humano o el animal de experimentación para tratar de relacionar la actividad cerebral con la manifestación de las crisis epilépticas. Incluso, se puede obtener un registro de la actividad de las neuronas en una rebanada del tejido cerebral, ya sea de un animal de laboratorio o de un fragmento de tejido humano, lo cual se considera un modelo de epilepsia in vitro (palabra derivada del latín que significa dentro de vidrio y explicita que no se realiza en un organismo vivo).
     Hoy en día, existen otras estrategias para estudiar la epilepsia, las cuales incluyen: medir en tiempo real la cantidad de neurotransmisores del cerebro y las proteínas receptoras que los reconocen antes, durante o después de una crisis epiléptica; evaluar cambios en el funcionamiento cerebral y/o determinar la expresión de genes.
     Para concluir, debe mencionarse que, si bien la investigación continúa, hasta la fecha no se logrado entender por completo la epilepsia y tampoco erradicarla, por lo que, desafortunadamente, continuará acompañando al hombre indefinidamente.

  • Baraban, S. C. (2009). “Animal Models of Epilepsy”. Methods and innovations. Humana Press. 
  • Fisher, R. S. (1989). “Animal Models of the Epilepsies”. Brain Res Brain Res Rev., jul.-sep.,14(3):245-278.
  • http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs999/es/
  • Resendiz, J. C. (2013). “Epidemiología de la epilepsia en America Latina”, en Ana Luisa Velasco (ed.), Epilepsia. Un punto de vista latinoamericano. México, Editorial Alfil, pp 1-9.
María Leonor López-Meraz

Es Doctora en Ciencias con especialidad en Neurofarmacología y Terapéutica Experimental. Actualmente, se desempeña como investigadora en el Centro de Investigaciones Cerebrales, de la Universidad Veracruzana. Es miembro del SNI (II). Es, además, Profesor con Perfil Deseable Prodep y responsable del Cuerpo Académico de Neurofisiología (UV-CA-333).
C. e: leonorlopez@uv.mx

 
Luis Beltrán Parrazal

Es Doctor en Ciencias y, actualmente, se desempeña como investigador en el Centro de Investigaciones Cerebrales, de la Universidad Veracruzana. Es miembro del SNI (II), además de Profesor con Perfil Deseable Prodep y miembro del Cuerpo Académico de Neurofisiología (UV-CA-333).
C. e.: lubeltran@uv.mx

César A. Pérez Estudillo

Es Doctor en Neuroetología, y actualmente se desempeña como investigador en el Centro de Investigaciones Cerebrales de la Universidad Veracruzana. Es Profesor con Perfil Deseable Prodep y miembro del Cuerpo Académico de Neurofisiología (UV-CA-333). C. e: cesperez@uv.mx

Consuelo Morgado Valle

Es Doctora en Ciencias, y actualmente se desempeña como investigadora en el Centro de Investigaciones Cerebrales de la Universidad Veracruzana. Es miembro del SNI (II), Profesor con Perfil Deseable Prodep y miembro del Cuerpo Académico de Neurofisiología (UV-CA-333).
C. e.: comorgado@uv.mx

Av. Insurgentes Sur 1582, Col. Crédito Constructor • Del. Benito Juárez C.P.: 03940, México, D.F. Tel: (55) 5322-7700
Comentarios, sugerencias y dudas sobre este sitio de internet y sus sistemas:
Centro de Contacto y Soporte Técnico  

DERECHOS RESERVADOS © 2014
Políticas de Privacidad