Tecniche di brain stimulation in disturbi psichiatrici resistenti
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Tecniche di brain stimulation in disturbi psichiatrici resistenti
Rassegne Tecniche di brain stimulation in disturbi psichiatrici resistenti: indicazioni e prospettive Brain stimulation techniques in the treatment of refractory psychiatric disorders: current and future directions BERNARDO DELL’OSSO, ALFREDO CARLO ALTAMURA Dipartimento di Scienze Cliniche “L. Sacco”, Cattedra di Psichiatria, Università di Milano RIASSUNTO. Sebbene i progressi dell’ultimo ventennio in campo farmacologico abbiano consentito un miglioramento sostanziale in termini di prognosi e qualità di vita in pazienti affetti da disturbi psichiatrici, una non trascurabile parte di questi rimane refrattaria ai comuni interventi terapeutici. Quella della resistenza al trattamento rappresenta una sfida continua per i clinici e i ricercatori del settore e, nell’ultimo decennio, sono state sperimentate diverse forme di trattamento, tra cui strategie di associazione farmacologica e psicoterapica e interventi di brain stimulation, nell’ottica di ampliare le opzioni terapeutiche in pazienti con disturbi resistenti al trattamento. In particolare, il crescente impiego della brain stimulation ha portato alcuni autori a considerare tale ambito come una sorta di “terza via” di trattamento accanto ai tradizionali interventi di psicofarmacologia e psicoterapia. Nell’ambito della brain stimulation rientrano la stimolazione del nervo vago (VNS), la stimolazione magnetica transcranica (TMS), la stimolazione cerebrale profonda (DBS) e una recente evoluzione della terapia elettroconvulsivante, la terapia convulsivante magnetica (MST). Tuttavia, è bene ricordare che nessuna delle tecniche menzionate ha ricevuto l’approvazione dalla Food and Drug Administration (FDA) per il trattamento dei disturbi psichiatrici, a eccezione della VNS, di recente approvata per il trattamento della depressione maggiore resistente. Allo stato attuale, pertanto, tali tecniche sono da considerarsi sperimentali. Nel presente articolo vengono presentate le principali tecniche di brain stimulation discutendone il razionale, i principali studi pubblicati, le attuali indicazioni e le prospettive future. PAROLE CHIAVE: brain stimulation, stimolazione magnetica transcranica (TMS), stimolazione cerebrale profonda (DBS), stimolazione del nervo vago (VNS), terapia convulsivante magnetica (MST), resistenza al trattamento. SUMMARY. Although the acquisitions of the last two decades in the pharmacological treatment of psychiatric disorders have improved the prognosis and the quality of life of patients, a consistent part of subjects remain refractory to the standard recommended treatments. Treatment-resistant psychiatric disorders represent an ongoing challenge for clinicians and researchers, and over the last decade, different forms of treatment, including pharmacological augmentation strategies, psychotherapy augmentation and brain stimulation, have been investigated in order to open new prospects of treatment in this field. Brain stimulation approaches to neuropsychiatric disorders have been increasingly investigated and are currently defining a “third way” of treatment, besides the traditional ones of psychopharmacology and psychotherapy. These include Transcranial Magnetic Stimulation (TMS), Deep Brain Stimulation (DBS), Vagus Nerve Stimulation (VNS), Electroconvulsive Therapy (ECT), and the recent development of a new form of convulsive treatment, Magnetic Seizure Therapy (MST). Nevertheless, none of the mentioned treatments, except VNS for treatment-resistant major depression, has received the Food and Drug Administration (FDA) approval for the treatment of psychiatric disorders, and currently, these techniques should be considered investigational. The aim of the present review was to present the mentioned techniques describing the rational of their use in psychiatric disorders, the procedure, main results of published trials and future directions. KEY WORDS: brain stimulation, Transcranial Magnetic Stimulation (TMS), Deep Brain Stimulation (DBS), Vagus Nerve Stimulation (VNS), Magnetic Seizure Therapy (MST), treatment resistance. E-mail: [email protected] Rivista di psichiatria, 2006, 41, 5 289 Dell’Osso B, Altamura AC INTRODUZIONE Dall’introduzione della terapia elettroconvulsivante (ECT), avvenuta più di 70 anni fa, la ricerca psichiatrica si è avvalsa della stimolazione elettrica cerebrale per il trattamento di alcuni disturbi mentali. Nell’ultimo ventennio è stata dedicata grande attenzione allo sviluppo di nuove tecniche, meno invasive e verosimilmente più selettive, di stimolazione dei sistemi corticali e sottocorticali. La disponibilità di nuovi mezzi in grado di stimolare focalmente specifiche aree cerebrali ha incentivato la ricerca di specifici circuiti cerebrali implicati nella risposta al trattamento (1). La possibilità di ottenere informazioni sui meccanismi fisiopatologici che sottendono specifici disturbi psichiatrici ha rappresentato il primo motivo d’interesse nei confronti della brain stimulation. Successivamente, la scoperta di possibili effetti terapeutici associati all’impiego delle tecniche di brain stimulation, generalmente casuale, ha contribuito al crescente interesse in termini di sviluppo di nuovi metodi di trattamento. A dimostrazione di ciò, il continuo incremento di pubblicazioni relative alla brain stimulation, e alle potenziali indicazioni terapeutiche di questa, avvenuto nell’ultimo decennio (Figura 1). Infine, il problema della resistenza al trattamento, di tipo farmacologico in particolare. Sebbene i progressi compiuti in campo psicofarmacologico nell’ultimo ventennio abbiano portato a un miglioramento sostanziale della prognosi e della qualità di vita nei pazienti con disturbi psichiatrici, una cospicua parte di questi, con percentuali diverse a seconda del disturbo preso in considerazione (per es., 40-60% dei casi nel Disturbo Ossessivo-Compulsivo, DOC) (2), rimane refrattaria o mostra una risposta clinica insoddisfacente ai comuni trattamenti farmacologici e psicoterapici raccomandati dalle linee-guida internazionali. Il problema della compliance al trattamento, ridotta a causa degli effetti collaterali di alcune terapie farmacologiche, e la presenza di disturbi psichiatrici in particolari popolazioni (3) – anziani, Figura 1. Numero di pubblicazioni relative alla brain stimulation presenti in PubMed nell’ultimo decennio. bambini, donne in gravidanza e pazienti affetti da patologie che limitano o impediscono l’utilizzo di trattamenti psicofarmacologici – hanno rappresentato e rappresentano ulteriori stimoli all’utilizzo e allo sviluppo di metodiche alternative. Al di là della terapia elettroconvulsivante, la cui efficacia nella cura della depressione resistente e in altre forme di depressione maggiore è stata ampiamente dimostrata (4), e nel cui ambito la ricerca ha mostrato costanti progressi nell’ultimo ventennio (5,6), nuove tecniche di stimolazione cerebrale più o meno invasive, e tuttavia più selettive e verosimilmente associate a un minor carico di effetti collaterali, si stanno imponendo all’attenzione clinica negli ultimi anni (Tabella 1). La stimolazione magnetica transcranica (Transcranial Magnetic Stimulation, TMS), la stimolazione cerebrale profonda (Deep Brain Stimulation, DBS), la stimolazione del nervo vago (Vagus Nerve Stimulation, VNS) e la terapia convulsivante magnetica (Magnetic Seizure Therapy, MST) rappresentano attualmente le tecniche di brain stimulation su cui si sta maggiormente concentrando l’interesse clinico, e Tabella 1. Metodiche d’intervento alla base delle tecniche di brain stimulation Metodiche d’intervento Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) magnetiche con impianto continue • Deep Brain Stimulation (DBS) • Electroconvulsive Therapy (ECT) Magnetic Seizure Therapy (MST) convulsive • • • • Vagus Nerve Stimulation (VNS) • Rivista di psichiatria, 2006, 41, 5 290 • Tecniche di brain stimulation in disturbi psichiatrici resistenti: indicazioni e prospettive dalle quali è lecito aspettarsi ulteriori sviluppi nel prossimo futuro. Nondimeno, è bene ricordare che l’utilizzo di tali tecniche è allo stato attuale da considerarsi sperimentale, e che nessuna delle tecniche citate ha ricevuto l’approvazione dalla Food and Drug Administration o dall’EMEA per il trattamento dei disturbi psichiatrici, a eccezione della VNS che ha di recente (18 luglio 2005) ottenuto l’approvazione per il trattamento della Depressione Maggiore Resistente (DMR). VAGUS NERVE STIMULATION (VNS) Razionale alla base della VNS Il nervo vago è stato tradizionalmente considerato un nervo parasimpatico afferente deputato al controllo di importanti funzioni del sistema vegetativo quali la frequenza cardiaca e la motilità gastrica. Tuttavia, il nervo vago è composto per l’80% da fibre afferenti che portano informazioni al cervello da distretti corporei situati a livello addominale, toracico, del collo e della testa. I corpi cellulari degli assoni afferenti sensoriali del nervo vago risiedono all’interno del ganglio nodoso e proiettano al nucleo del tratto solitario. Questo a sua volta invia proiezioni a livello corticale e sottocorticale per mezzo di vari circuiti, il più importante dei quali proietta al Nucleo Parabrachiale (NP) e al Locus Coeruleus (LC), aree cerebrali coinvolte nella fisiopatologia dei disturbi dell’umore (7,8). I nuclei menzionati, infatti, inviano a loro volta proiezioni all’ipotalamo e ad alcune regioni del talamo che controllano la corteccia insulare, prefrontale e orbitofrontale. Sono, inoltre, presenti connessioni dirette tra il NP e il LC e l’amigdala e il nucleo della stria terminale, strutture implicate nella regolazione dell’umore e del riconoscimento delle emozioni (9). La stimolazione di tali aree costituirebbe in ultima analisi il razionale alla base dell’effetto terapeutico elicitato dalla VNS nella patologia depressiva (10). Inoltre, in studi con animali e soggetti sani (11-13), la VNS ha dimostrato la capacità di alterare la concentrazione di alcuni neurotrasmettitori e relativi metaboliti (GABA, 5H1AA, acido omovanillico) nel liquor cerebrospinale. Infine, la VNS possiede spiccati effetti anticonvulsivanti, come dimostrato in trial di ricerca e di trattamento, e diversi farmaci anticonvulsivanti hanno mostrato capacità antidepressive. D’altro canto, l’ECT, uno dei trattamenti antidepressivi più efficaci utilizzati nella pratica clinica internazionale, possiede proprietà anticonvulsivanti che sono state messe in relazione con il suo effetto antidepressivo (14,15). Descrizione della tecnica La VNS consiste nella stimolazione del nervo vago cervicale di sinistra mediante l’uso di un apparecchio elettronico, il sistema NeuroCybernetic Prosthesis (NCP) (16,17). Tale procedura è stata inizialmente commercializzata per il trattamento dell’epilessia, nelle forme convulsive parziali resistenti, nel 1994 in Europa e nel 1997 negli Stati Uniti. La VNS operata mediante il sistema NCP presenta numerose analogie alla pratica d’impianto del pacemaker cardiaco. In entrambi i casi, un generatore d’impulsi impiantato nel sottocute invia segnali elettrici a un organo per mezzo di un elettrodo impiantato. L’intervento chirurgico d’impianto è simile nelle 2 tecniche, sebbene sia ovviamente diverso l’organo stimolato. Nella VNS, elettrodi elicoidali bipolari vengono avvolti attorno al nervo vago, nell’area del collo e in prossimità della carotide, mediante un’incisione separata. L’elettrodo viene poi connesso al generatore tramite un cavo di collegamento posizionato nel sottocute (Figura 2). L’intervento chirurgico ha una durata complessiva generalmente inferiore alle 2 ore. Una volta terminato l’intervento chirurgico, si è soliti attendere una o due settimane prima di attivare la stimolazione. Il sistema Figura 2. Vagus Nerve Stimulation: immagine delle diverse componenti (generatore d’impulsi, cavo di connessione ed elettrodi) così come appaiono dopo l’intervento chirurgico d’impianto. Rivista di psichiatria, 2006, 41, 5 291 Dell’Osso B, Altamura AC di programmazione NCP permette, tramite un pc, la comunicazione con il generatore, nonché la regolazione non invasiva dei parametri di stimolazione (ampiezza e frequenza degli impulsi, intervallo e durata dei treni d’impulsi), il controllo del corretto funzionamento del generatore e l’acquisizione dei dati. Il sistema NCP si avvale di meccanismi di controllo che minimizzano la possibilità di un danneggiamento tissutale dovuto a una stimolazione anomala. Inoltre, a ogni paziente viene consegnato un magnete che, posto in corrispondenza del generatore, disattiva la stimolazione fino a quando non venga rimosso e la stimolazione riprenda regolarmente. Costi della strumentazione e relativi alla procedura d’impianto Negli Stati Uniti il costo dell’apparecchiatura per VNS accoppiato con il sistema NCP si aggira intorno ai 9000 dollari. A tale cifra si aggiunono i costi relativi alla procedura d’impianto per una cifra totale che si aggira tra i 12.000 e i 25.000 dollari (10). Una volta avvenuto l’impianto, i costi sono minimi e si limitano al cambio delle batterie che hanno una durata media di circa 7 anni (18) a seconda dei parametri di stimolazione utilizzati. Un confronto con i costi relativi a una cura farmacologica per la depressione o a un ciclo di terapia elettroconvulsivante seguita da terapia di mantenimento, quantificabili nell’ordine di 1000 dollari la prima, e tra i 10.000 e i 30.000 dollari la seconda (10), può essere fuorviante in quanto la VNS rappresenta tipicamente una terapia di mantenimento con costi iniziali relativamente elevati e minimi nei tempi successivi. Effetti collaterali Studi con VNS nell’epilessia (11,19) in ampi campioni di pazienti hanno evidenziato nell’1,5% dei casi la presenza di un’infezione postchirurgica che ha portato alla rimozione della strumentazione impiantata. Altri eventi avversi connessi all’intervento chirurgico, risoltisi nel giro di un paio di settimane, comprendevano paralisi della corda vocale di sinistra (1% dei casi), paresi della parte inferiore del muscolo facciale (1% dei casi), dolore e accumulo di liquidi attorno allo stimolatore (0,5% dei casi). I principali eventi avversi del periodo postoperatorio, evidenziati nel 10% circa dei pazienti, consistevano in dolore (29%), tosse (14%), alterazioni della voce (13%), dolore al petto (12%) e nausea (10%). Tali eventi sono stati considerati da lievi a moderati nella maggioranza dei casi. Nessun effet- to collaterale di tipo cognitivo (sedazione), affettivo o motorio è stato riportato. Nei trial che hanno impiegato la VNS nel trattamento della DMR (20-24), gli effetti collaterali sono stati analoghi per tipologia e frequenza a quelli evidenziati negli studi condotti in pazienti con epilessia. Attuale impiego nella pratica clinica e prospettive future La VNS è l’unica tecnica di brain stimulation ad aver ricevuto l’approvazione dalla FDA (luglio 2005) per il trattamento della DMR, oltre l’ECT. Uno studio in aperto (20) di fase acuta della durata di 10 settimane ha evidenziato una percentuale di risposta (riduzione >50% del punteggio ottenuto alla Hamilton Depression Rating Scale, Ham-D28) (21) pari al 30,5% in un campione di 59 pazienti ambulatoriali con diagnosi di DMR. Studi successivi (22) di followup sul medesimo campione hanno evidenziato una percentuale di risposta del 44% e di remissione pari al 27% dopo un anno di VNS, e del 44% di risposta e del 22% di remissione dopo 2 anni di VNS. Nel 2005, uno studio naturalistico (23) sugli effetti della VNS somministrata per 12 mesi in un campione di 202 pazienti con DMR ha mostrato una percentuale di risposta (riduzione ≥50% del punteggio ottenuto alla Ham-D24) nel 27,2% dei casi e di remissione (Ham-D24 ≤9) nel 15,8% dei casi. Recentemente è stato pubblicato il primo studio controllato (24) della durata di 10 settimane su un campione di 235 pazienti ambulatoriali con DMR trattati con VNS. Al termine dello studio, il 15,2% dei pazienti che avevano ricevuto la stimolazione attiva venivano classificati come responder (riduzione ≥50% del punteggio ottenuto alla Ham-D24), in confronto al 10% di quelli che avevano ricevuto una stimolazione inattiva (sham o masked). La differenza di punteggi tra i pazienti trattati con la VNS attiva e quelli trattati con la sham non è stata statisticamente significativa, e i risultati del follow-up sono attesi nei prossimi mesi. In sintesi, la VNS è apparsa efficace nel trattamento della DMR, sebbene l’unico studio controllato in un ampio campione di pazienti con DMR non abbia fornito risultati in linea con gli studi in aperto pubblicati in precedenza. Gli effetti collaterali legati alla VNS sono apparsi moderati, soprattutto nel lungo termine. La mancanza di sedazione e di altri effetti collaterali di tipo cognitivo appare degna di nota in confronto ad altri trattamenti di tipo farmacologico. Attualmente non sono disponibili studi pubblicati sull’utilizzo di tale tecnica in altri disturbi psichiatrici. È ipotizzabile un progressivo incremento dell’impiego della VNS nel Rivista di psichiatria, 2006, 41, 5 292 Tecniche di brain stimulation in disturbi psichiatrici resistenti: indicazioni e prospettive trattamento della DMR nel prossimo futuro e l’utilizzo della stessa in termini di ricerca in altri disturbi psichiatrici resistenti. TRANSCRANIAL MAGNETIC STIMULATION (TMS) Razionale alla base della TMS e descrizione della tecnica I primi ricercatori a estendere il campo di ricerca della TMS ai disturbi neuropsichiatrici sono stati Bickford, et al. nel 1987 (25), descrivendo temporanee elevazioni dell’umore in numerosi soggetti sani che ricevevano stimolazioni a impulso singolo (single-pulse) a livello della corteccia motoria. Da allora, un numero crescente di ricerche ha indagato la potenziale efficacia della TMS in diversi disturbi psichiatrici (26). La TMS è una tecnica non invasiva che trasmette impulsi magnetici alla corteccia cerebrale per mezzo di un coil applicato direttamente sul capo del paziente. La strumentazione necessaria alla TMS si compone di uno stimolatore (una main unit collegata a 2/4 accumulatori) che genera brevi impulsi di corrente elettrica variabile per intensità e frequenza, e di un coil connesso allo stimolatore (Figura 3). I campi magnetici passano attraverso lo scalpo e la scatola cranica senza impedenza, contrariamente a quanto avviene con la diretta applicazione della corrente (ECT) (27). Ciò significa che una minor quantità di corrente elettrica viene trasmessa al cervello nella TMS rispetto all’ECT, e che la TMS può stimolare aree della corteccia cerebrale in maniera più selettiva e con meno effetti collaterali. Quando la TMS viene applicata in treni d’impulsi, come di solito avviene nella pratica clinica, viene indicata come TMS ripetitiva o rTMS. I protocolli relativi all’impiego della TMS sono generalmente divisi in 2 tipi di procedure a seconda della frequenza di stimolazione adoperata: TMS a bassa frequenza (<1 Hz) e TMS ad alta frequenza (fino a 20 Hz). A seconda dei parametri di stimolazione adoperati (frequenza, intensità di stimolazione), stimoli forniti ripetutamente a specifiche aree corticali possono diminuire o potenziare l’eccitabilità delle aree stimolate (28-30) e modificare la perfusione sanguigna all’interno di queste (31,32). Generalmente le applicazioni di TMS hanno una durata compresa tra i 20 e i 40 minuti, si ripetono consecutivamente per 5 giorni alla settimana per un periodo compreso tra le 2 e le 4 settimane. La procedura non richiede alcuna anestesia ed è indolore. Talora, vengono riportate cefalea e confusione mentale al termine della seduta. Tali sensazioni sono tipicamente temporanee. Viene richiesto al paziente di utilizzare Figura 3. Transcanial Magnetic Stimulation (TMS). Il macchinario include da 2 a 4 accumulatori, una main unit, un pc, cavi di collegamento e un coil, a forma di 8 in questa figura. dei tappi per le orecchie per una migliore tolleranza al rumore associato alla stimolazione. Il macchinario completo per la TMS ha un prezzo compreso tra i 35.000 e i 50.000 euro, sebbene esistano differenze di prezzo relative alla potenza dell’apparecchio e a componenti accessorie. Trial clinici con TMS e prospettive future La TMS è stata utilizzata in modo crescente nell’ultimo decennio in vari disturbi psichiatrici (depressione maggiore unipolare e bipolare, disturbi d’ansia come il DOC, il disturbo di panico, disturbo d’ansia generalizzata e post-traumatico da stress) in relazione alla non in- Rivista di psichiatria, 2006, 41, 5 293 Dell’Osso B, Altamura AC vasività e al buon profilo di tollerabilità di questa tecnica. Il maggior numero di studi controllati è stato condotto in pazienti con DMR, ed è in tale ambito che la TMS ha mostrato i risultati più interessanti. Alcune recenti review sull’efficacia antidepressiva della TMS hanno fornito valutazioni differenti in merito, dal supporto dell’efficacia antidepressiva di tale tecnica (33), alla conclusione che ancora non vi siano dati sufficienti a formulare un tale giudizio (34). Quattro recenti metanalisi sull’efficacia della TMS nella depressione hanno indicato un effetto positivo di questa tecnica che variava in ampiezza da moderato a consistente (34-37). Sebbene la TMS non abbia ancora ottenuto l’indicazione dalla FDA per il trattamento della depressione maggiore, e il suo utilizzo debba ancora ritenersi investigazionale, sono in corso di svolgimento negli Stati Uniti studi multicentrici con ampi campioni di pazienti da cui è lecito aspettarsi, in caso di risultati positivi, l’approvazione per il trattamento della depressione maggiore in tempi brevi. Quello relativo ai parametri di stimolazione da impiegare durante le sedute di TMS rappresenta ancora un punto dibattuto con risultati positivi ottenuti sia con la stimolazione in alta frequenza sulla corteccia prefrontale dorsolaterale (CPFDL) di sinistra, sia in bassa frequenza sulla medesima zona a destra. Sebbene entrambe le procedure utilizzino frequenze che rientrano nei parametri di sicurezza stabiliti dalle linee-guida sull’utilizzo della TMS (38), la stimolazione in bassa frequenza potrebbe forse essere preferibile in virtù di un minor rischio legato alla possibile insorgenza di crisi convulsive (39). Tale evenienza, per quanto rara, rappresenta nondimeno la complicanza più rischiosa relativa all’utilizzo della TMS. Oltre alla frequenza e all’intensità di stimolazione, anche l’area da trattare, la durata del trattamento, e l’eventuale necessità di effettuare cicli di mantenimento rappresentano aspetti pratici dell’impiego clinico della TMS da definirsi con maggiore chiarezza. Il maggiore impiego in ambito depressivo della TMS riflette un’altra caratteristica della tecnica e cioè quella relativa al limitato potere di penetrazione dei campi magnetici all’interno del tessuto cerebrale (2 cm) (40). Infatti, mentre vi è maggiore accordo nel trattare con TMS alcune aree della corteccia cerebrale (CPFDL) direttamente coinvolte nella fisiopatologia della depressione, vi è una maggiore perplessità a trattare disturbi diversi, e con un prevalente coinvolgimento sottocorticale, con la TMS. Prendendo come esempio il caso del DOC, nella fisiopatologia del quale è stato più volte indicato un coinvolgimento dei gangli della base, vi è un certo scetticismo a utilizzare la TMS per stimolare circuiti cerebrali sottocorticali. Nondimeno, anche in questo ambito risultati positivi (41,42) sono stati ottentuti applicando la TMS sia nelle medesime zone stimolate in pazienti depressi (CPFDL), sia in zone diverse (area supplementare motoria) (43). A possibile spiegazione di ciò, l’ipotesi avanzata da alcuni ricercatori che sostengono come, nonostante il potere di penetrazione della TMS sia limitato, l’azione elicitata in determinate aree stimolate direttamente dalla TMS possa poi estendersi e propagarsi ad aree distanti e più profonde (40). Inoltre, sono attualmente in fase di studio coils con un maggiore potere di penetrazione che potrebbero presto diventare operativi e consentire la stimolazione selettiva di aree cerebrali più profonde (40). Negli ultimi anni, l’interesse dei ricercatori si è concentrato anche sull’eventuale capacità della TMS di accelerare e potenziare la risposta agli antidepressivi. Due recenti studi controllati hanno evidenziato (44,45) come l’associazione della TMS attiva fosse in grado di accelerare e potenziare la risposta al concomitante trattamento farmacologico rispetto alla sham TMS. In conclusione, la TMS ha mostrato nell’ultimo decennio una serie di risultati posistivi nel trattamento di alcuni disturbi psichiatrici. Nondimeno sono necessari ulteriori studi controllati su campioni più ampi di pazienti per ricavare una conferma definitiva dell’efficacia della TMS non solo nel trattamento della depressione ma anche di altri disturbi psichiatrici, unitamente a una più precisa definizione dei parametri ottimali di stimolazione da impiegare in ambito clinico. Tuttavia, il buon profilo di tollerabilità di questa tecnica, la non-invasività, la possibilità di allestire studi in doppio cieco e di potere accoppiare il macchinario a metodiche di brain imaging autorizzano a ipotizzare un crescente impiego della TMS non necessariamente in condizioni resistenti al trattamento, ma anche come terapia d’associazione ad altri trattamenti farmacologici. MAGNETIC SEIZURE THERAPY (MST) Razionale alla base della MST e descrizione della tecnica La terapia convulsivante magnetica (Figura 4) si avvale della stimolazione magnetica transcranica ripetitiva per avviare una crisi convulsiva dalla corteccia superficiale (46). I parametri di stimolazione della MST e le differenze tra questa e la TMS sono indicati nella Tabella 2. La MST è stata ideata al fine di ridurre gli effetti collaterali di tipo cognitivo dell’ECT (47). Infatti, nonostante l’ECT sia considerata uno dei trattamenti più rapidi ed efficaci per alcune forme di depressione maggiore unipolare e bipolare (48), il suo utilizzo è limitato dagli effetti collaterali, in particolar modo da quelli di tipo cognitivo (49,50). Una forma di terapia Rivista di psichiatria, 2006, 41, 5 294 Tecniche di brain stimulation in disturbi psichiatrici resistenti: indicazioni e prospettive Figura 4. Magnetic Seizure Therapy (MST), una recente evoluzione dell’ECT. Si tratta di una forma di terapia convulsivante nella quale la stimolazione magnetica sostituisce la stimolazione elettrica usata nell’ECT. cessitano di tale intervento, ed eliminerebbe un’importante barriera clinica di accesso a tale efficace trattamento. Sebbene sia l’ECT sia la MST inducano una crisi convulsiva per mezzo di una stimolazione elettrica del cervello (che avviene indirettamente e per mezzo di un’induzione elettromagnetica nel caso della MST), il campo elettrico indotto dalla MST è più focale di quello indotto dall’ECT (51). Le correnti indotte dall’ECT hanno un orientamento radiale e possono passare attraverso le strutture profonde del cervello. Le correnti indotte dalla MST sono tangenziali alla corteccia cerebrale e il loro potere di penetrazione decade esponenzialmente con l’aumentare della distanza del coil. Poiché i campi magnetici passano attraverso i tessuti privi d’impedenza, la MST offre un maggior controllo sull’area e sull’estensione di tessuto da stimolare rispetto all’ECT. I campi elettrici indotti dalla TMS sono in grado di provocare una depolarizzazione neuronale fino a circa 2 cm inferiormente allo scalpo, pertanto gli effetti di depolarizzazione diretta sono limitati alla corteccia (52). Inoltre, a seconda della geometria del coil, la distribuzione del campo magnetico può essere variata all’interno della corteccia cerebrale, offrendo un ulteriore controllo (53). Un maggior controllo da parte della MST rappresenta un mezzo per focalizzare il trattamento in precise aree corticali che si ritengono implicate nella risposta antidepressiva, e per ridurre il coinvolgimento di strutture mediali temporali implicate nella genesi degli effetti collaterali dell’ECT. Trial clinici con MST e prospettive future Tabella 2. TMS versus MST TMS MST No Sì Frequenza 0.3-20 Hz 50-100 Hz Anestesia No Sì Monitoraggio EEG No Sì Numero di applicazioni 5/settimana per 6 settimane 3/settimana per 3,4 settimane Popolazione target Depressione moderata, sintomi psicotici assenti Depressione severa, eventuale presenza di sintomi psicotici Induzione di una crisi convulsiva convulsivante che mantenga l’efficacia terapeutica dell’ECT ma ne riduca gli effetti collaterali migliorerebbe sostanzialmente la qualità di vita dei pazienti che ne- Il primo paziente trattato con MST (54) è stata una ragazza di 20 anni con diagnosi di DMR nel 2000. Dopo 4 sessioni di MST, la paziente ha mostrato un miglioramento del 50% dei punteggi ottenuti alla HamD. Il trattamento è stato ben tollerato e non vi sono stati effetti collaterali rilevanti. I risultati positivi evidenziati hanno costituito la premessa per un successivo trial controllato in doppio cieco, volto a comparare gli effetti della MST con l’ECT. Dieci pazienti con DMR sono stati sottoposti a un ciclo di terapia convulsivante in cui 2 sessioni delle prime 4 erano costituite da MST, e le rimanenti da sessioni tradizionali di ECT. Le sessioni di MST sono state ben tollerate e hanno causato soggettivamente meno effetti collaterali dell’ECT e un più rapido recupero dell’orientamento. I domini cognitivi nei quali l’ECT ha mostrato una maggior compromissione ai test di valutazione sono stati quelli connessi a strutture localizzate nei lobi temporali (memoria per gli eventi recenti, apprendimento di nuovi nomi). Tale osservazione ha fornito un’ulte- Rivista di psichiatria, 2006, 41, 5 295 Dell’Osso B, Altamura AC riore conferma all’ipotesi che la MST avrebbe un minore effetto sulle strutture del lobo temporale. Al contrario, l’esecuzione di prove connesse al funzionamento dei lobi prefrontali non hanno mostrato differenze tra la MST e l’ECT, a conferma dell’ipotesi che la MST manterrebbe gli effetti sulle strutture prefrontali, importanti per l’efficacia del trattamento (55-58). Recentemente, uno studio randomizzato controllato (59) effettuato su due scimmie ha confermato un miglior profilo relativo agli effetti collaterali di tipo cognitivo nella MST rispetto all’ECT e alla terapia sham. In conclusione, la MST, ideata come tecnica volta a ridurre gli effetti collaterali dell’ECT e a migliorare la qualità di vita in pazienti depressi resistenti o con altri disturbi per i quali l’ECT rappresenta l’unico trattamento possibile, è attualmente in fase di sviluppo in relazione alla definizione dei parametri ottimali di stimolazione (forma del coil, zona dello scalpo su cui applicare il coil, ecc.) e all’acquisizione di dati su campioni più ampi di pazienti. Nondimeno, i dati preliminari relativi alla tollerabilità del trattamento, e a un miglior profilo di effetti collaterali di tipo cognitivo rispetto all’ECT, incoraggiano la ricerca con la MST e lasciano ipotizzare ulteriori sviluppi non solo nell’ambito dei disturbi dell’umore ma anche dei disturbi psicotici e di altri disturbi mentali associati a elevate percentuali di resistenza al trattamento. DEEP BRAIN STIMULATION (DBS) Razionale alla base della DBS e descrizione della tecnica La DBS presuppone una procedura chirurgica in cui vengono impiantati degli elettrodi all’interno di alcune regioni cerebrali (generalmente a livello dei lembi anteriori della capsula interna). Gli elettrodi deputati alla stimolazione diretta di tali aree sono connessi per mezzo di un cavo di connessione a un generatore d’impulsi che viene tipicamente posizionato a livello sottocutaneo nel torace anteriore (Figura 5). Di recente, la DBS ha ricevuto l’approvazione dalla FDA per il trattamento dei disturbi motori intrattabili, come il tremore (60-62) e il morbo di Parkinson (63) in stadio avanzato. La precisa localizzazione anatomica degli elettrodi viene ottenuta con metodiche stereotattiche d’imaging tramite l’impiego della risonanza magnetica e della tomografia computerizzata (64). L’impianto cerebrale degli elettrodi non è volto a provocare una lesione tissutale. La stessa stimolazione può essere modificata o interrotta nel caso di effetti collaterali. La procedura è, infatti, reversibile dal momento che gli strumenti che vengono impiantati possono essere rimossi. Figura 5. Deep Brain Stimulation. La procedura d’impianto viene svolta in anestesia generale e ha una durata superiore alle 4 ore d’intervento. Ad alte frequenze (≥100 Hz), la DBS inibisce la trasmissione neuronale e diversi meccanismi sono stati ipotizzati per spiegare tale azione (blocco della depolarizzazione, synaptic fatigue e neural jamming) (65). Essenzialmente la DBS mostra un effetto di blocco nelle aree stimolate mimando l’effetto della lesione tissutale (66,67). La reversibilità della procedura, tuttavia, risulta in una minor quantità di effetti collaterali rispetto ai tradizionali interventi neurochirurgici ablativi (capsulotomia, cingolotomia, termocoagulazione, gammaknife radiosurgery) (40) tradizionalmente utilizzati nel trattamento di alcuni disturbi psichiatrici resistenti al trattamento, quali, per es., il DOC. È, tuttavia, opportuno sottolineare come la DBS comporti una serie di rischi legati all’intervento chirurgico, comprendenti sanguinamento, infezione e possibili crisi convulsive, quantificati nell’ordine dell’1-5%, 2-25% e 1-3% rispettivamente, secondo dati ricavabili da studi con DBS in pazienti con disturbi del movimento (60,68-70). L’esaurimento delle batterie, secondario all’utilizzo e ai parametri di stimolazione adottati rende inoltre periodicamente necessario un nuovo intervento chirurgico, con ulteriori rischi associati. Rivista di psichiatria, 2006, 41, 5 296 Tecniche di brain stimulation in disturbi psichiatrici resistenti: indicazioni e prospettive Tabella 3. Studi con DBS nel DOC Citazione Tipo di studio Caratteristiche del campione Pazienti sottoposti al trattamento Gruppo di controllo Durata del trial Risultati Conclusioni Nuttin, et al. (72,73); Gabriels, et al. (74) DB; PC; Cross over. 6 soggetti con DOC (DSM-IV) refrattario a vari trattamenti farmacologici e CBT. Y-BOCS >30, GAF <45, entrambe per un periodo minimo di 5 anni; solo 4 pazienti hanno completato lo studio. Elettrodi quadripolari sono stati impiantati bilateralmente nei lembi anteriori della capsula interna. Parametri: pulse width 210-450 microsec, frequenza di 100 Hz e range d’ampiezza di 4-10.5 volts. Pazienti cui la stimolazione veniva disattivata. Fino a 21 mesi. Durante la stimolazione attiva, 3 dei 4 pazienti sono stati considerati responder (punteggi postintervento alla Y-BOCS di almeno il 35% più bassi rispetto ai punteggi pre-intervento). I punteggi alla CGI si sono ridotti da 5 durante la stimolazione inattiva a un punteggio medio di 3.3 per i 4 pazienti, quando la stimolazione veniva attivata. Gli effetti collaterali riportati consistevano in astenia e disturbi della memoria. Piccola serie di case-report che ha indicato come la DBS dei lembi anteriori della capsula interna possa indurre un significativo miglioramento nella sintomatologia OC sulla base di valutazioni in doppio cieco. Coloro che hanno risposto hanno riportato un miglioramento clinicamente significativo già nella prima settimana di trattamento. I benefici dovuti alla stimolazione sono stati mantenuti per i 21 mesi di follow-up post-intervento. Abelson, et al. (75) DB; PC. 4 soggetti con DOC (DSM-IV) refrattario ad almeno 4 trattamenti farmacologici e CBT. YBOCS >25; GAF <44. Fase DB: 4 periodi consecutivi di 3 settimane (on-off design), seguiti da una fase in aperto di un anno in cui la stimolazione era attiva ed era consentito l’impiego della CBT e della terapia farmacologica per ottimizzare la risposta. Durante la fase in DB, 1 dei 4 pazienti ha mostrato un miglioramento >35% alla Y-BOCS. Un altro paziente ha mostrato un miglioramento alla Y-BOCS più moderato ma anche una risposta al placebo, mentre gli altri 2 pazienti non hanno mostrato alcuna risposta. Nella fase in aperto, 2 pazienti hanno mostrato un miglioramento alla YBOCS >35%. Un soggetto ha mostrato un’elevazione dell’umore in risposta alla stimolazione. Gli effetti collaterali, generalmente transitori e prevalenti ai voltaggi elevati comprendevano diarrea e nausea. Piccola serie di case-report trattati in doppio cieco e in aperto che ha mostrato risultati positivi in alcuni pazienti con DOC refrattario sottoposti a DBS. I risultati ottenuti sono sembrati paragonabili a quelli ottenuti con la capsulotomia ablativa. La stimolazione cronica ha prodotto un miglioramento considerevole del DOC e dei sintomi depressivi, sebbene in un paziente la remissione dalla depressione non sia stata mantenuta nel tempo. Gli effetti positivi della DBS hanno mostrato una latenza compresa tra 3 settimane e alcuni mesi prima di essere evidenti. Aouizerate, et al. (76) UB; UC. 1 paziente con DOC (DSM-IV) refrattario a precedenti trattamenti farmacologici specifici e alla CBT. Elettrodi quadripolari sono stati impiantati bilateralmente, 2 all’interno del nucleus accumbens e 2 all’interno del nucleo caudato ventrale; parametri: ampiezza 4 V, frequenza 130 Hz, durata degli impulsi fino a 130 microsec. Fino a 15 mesi. Dopo 12 mesi di trattamento, la DBS ha mostrato un miglioramento significativo della sintomatologia OC (YBOCS <16), in associazione ad un miglioramento dei sintomi ansioso-depressivi verificatosi nei primi 3 mesi successivi all’intervento. I test neuropsicologici non hanno mostrato alcun deterioramento. Singolo case-report che ha mostrato come la DBS del nucleo caudato ventrale abbia marcatamente ridotto la sintomatologia OC dopo un anno di stimolazione. I sintomi ansioso-depressivi hanno mostrato un miglioramento più precoce. Nessun effetto collaterale né deterioramento cognitivo è stato riportato. Anderson, et al. (77) UB; UC. 1 paziente con DOC (DSM-IV) refrattario a precedenti trattamenti farmacologici specifici e alla CBT; punteggio Y-BOCS pre-intervento 34. Elettrodi quadripolari sono stati impiantati bilateralmente nei lembi anteriori della capsula interna. Parametri: ampiezza 2 V, frequenza 100 Hz; durata degli impulsi fino a 210 microsec. Fino a 10 mesi. Il paziente ha riportato un significativo miglioramento sintomatologico. Il punteggio YBOCS a tre mesi dall’intervento era 7. Dopo 10 mesi dall’intervento, il paziente è stato in grado di ritornare a lavorare e le compulsioni erano scomparse del tutto. Singolo case-report indicativo dell’efficacia della DBS nel migliorare la sintomatologia OC in un paziente resistente. Il miglioramento è stato evidente a 10 mesi dall’intervento e non sono stati riportati effetti collaterali. Pazienti cui la Elettrodi quadripo- s t i m o l a z i o n e lari sono stati im- veniva disattipiantati bilateral- vata. mente nei lembi anteriori della capsula interna. Parametri: frequenza fissa di 130 Hz, pulse width 210 microsec, e range d’ampiezza di 3-10.5 volts. (segue Tabella 3) Rivista di psichiatria, 2006, 41, 5 297 Dell’Osso B, Altamura AC (continua Tabella 3) Citazione Tipo di studio Caratteristiche del campione Pazienti sottoposti al trattamento Fontaine, et al. (78) UB; UC. 1 paziente con DOC (DSM-IV) refrattario a precedenti trattamenti farmacologici e morbo di Parkinson, punteggio Y-BOCS pre-intervento 32. Elettrodi sono stati impiantati bilateralmente nel nucleo subtalamico al fine di trattare il morbo di Parkinson. Parametri: ampiezza V 3.5 a destra e 1.3 a sinistra, freq 185 Hz, durata degli impulsi 60 microsec. Gruppo di controllo Durata del trial Risultati Conclusioni 12 mesi. Dopo un anno dall’intervento, sintomi motori e OC erano notevolmente migliorati (il punteggio alla Y-BOCS si era ridotto da 32 a 1). Il miglioramento del DOC era iniziato una settimana dopo l’intervento e i sintomi erano scomparsi dopo circa 6 mesi. Tale beneficio era rimasto immutato a un anno dall’intervento. Singolo case-report indicativo dell’efficacia della DBS nel migliorare la sintomatologia OC e parkinsoniana in un paziente sottoposto a DBS del nucleo subtalamico. Nessun effetto collaterale né deterioramento cognitivo è stato riportato. RA= studio randomizzato; DB= studio in doppio cieco; SB= studio in cieco; UB= studio in aperto; PC= studio controllato con placebo; UC= studio non controllato; CBT= Terapia Cognitivo-Comportamentale; GAF= valutazione globale del funzionamento; Y-BOCS= Yale-Brown Obsessive Compulsive Scale; CGI= Clinical Global Impression Scale. Trial clinici e prospettive future Come riportato per altre tecniche di brain stimulation, la scoperta di un possibile effetto terapeutico in ambito psichiatrico da parte della DBS è stato casuale. Alcuni pazienti trattati con DBS per morbo di Parkinson e con una diagnosi di DOC avevano riferito un miglioramento della sintomatologia ossessivo-compulsiva in seguito alla stimolazione (71). Come spiegazione di tale effetto, l’ipotesi che determinati circuiti neuronali talamo-corticali stimolati nel morbo di Parkinson tramite DBS siano in parte sovrapponibili a quelli implicati nella fisiopatologia del DOC, nonostante le procedure chirurgiche ablative attualmente in uso per le 2 patologie trattino aree sensibilmente diverse (71). In seguito ai primi case-report indicativi di una potenziale efficacia terapeutica della DBS nel DOC, uno dei disturbi psichiatrici a essere stato maggiormente preso in considerazione per l’utilizzo della DBS, sono stati portati a termine due piccoli studi in doppio cieco che hanno evidenziato una percentuale di risposta sintomatologica e remissione in pazienti ossessivi farmaco-resistenti trattati con DBS analoga a quanto riportato con altre tecniche neurochirurgiche ablative, con un verosimile minor carico di effetti collaterali per la DBS in virtù della reversibilità e della modificabilità dei parametri di stimolazione di quest’ultima. Gli studi menzionati (7278) sono esaminati nella Tabella 3 insieme ad altri casereport pubblicati sull’argomento. Indubbiamente, la capacità di allestire studi controllati in pazienti sottoposti a DBS rappresenta un problema non secondario e, per la verità, comune anche ad altre tecniche considerate (VNS, TMS). Si è talora notato un drammatico cambiamento dell’entità della sintomatologia passando dalla condizione inattiva a quella attiva degli stimolatori. Ta- lora si è proceduto al mantenimento di una stimolazione attiva poiché alcuni pazienti non intendevano ritornare allo stato sintomatico caratteristico della fase inattiva di stimolazione. La possibilità di condurre studi controllati rappresenta tuttavia anche un valore aggiunto per la DBS che, unitamente alla reversibilità e alla modificabilità dei parametri di stimolazione, lasciano ipotizzare un futuro sviluppo della DBS in ambito clinico e l’applicazione di tale procedura ad altri disturbi psichiatrici refrattari o non curabili farmacologicamente. BIBLIOGRAFIA 1. Lisanby SH: Brain stimulation in psychiatric treatment. Lisanby SH ed. American Psychiatric Publishing, Washington, DC, 2004. 2. 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