Eksperymentalny implant rdzenia kręgowego pomaga pacjentowi z chorobą Parkinsona chodzić w nowym badaniu

Marc Gauthier, 63 lata, cierpiący na chorobę Parkinsona, był leczony neuroprotezą rdzenia kręgowego z powodu objawów ruchowych. Gilles Weber/CHUV

„Chodzenie po sklepie byłoby naprawdę trudne, a wcześniej wręcz niemożliwe, ze względu na zamrożenie chodu, które często zdarzało się w takich środowiskach. A teraz to się już nie zdarza. Nie mam już zamrożenia”, powiedział Gauthier, który mieszka w pobliżu Bordeaux we Francji, podczas briefingu informacyjnego,który został przetłumaczony na język angielski z języka francuskiego.

W nowym badaniu Gauthierowi chirurgicznie wszczepiono eksperymentalną neuroprotezę rdzenia kręgowego w celu skorygowania zaburzeń chodu u osób z chorobą Parkinsona. Krok po kroku, jak powiedział, pomogło mu to odzyskać sprawność.

Badanie, opublikowane w poniedziałek w czasopiśmie Nature Medicine, szczegółowo opisuje sposób działania neuroprotezy poprzez celowanie w określone obszary rdzenia kręgowego, które są związane z chodzeniem, za pomocą stymulacji elektrycznej.

„Zajęcie się deficytami chodu i równowagi w chorobie Parkinsona jest niezwykle trudne. Deficyty te mogą być bardzo różnorodne. Mogą być zmienne u różnych pacjentów. Mogą wpływać na chód, ale także na symetrię, równowagę, postawę” – powiedział dr Eduardo Moraud, autor badania i badacz ze Szpitala Uniwersyteckiego w Lozannie w Szwajcarii.

„Neuroprotetyczne podejście, które tutaj opracowaliśmy, pozwala po raz pierwszy celować i rozwiązywać te problemy indywidualnie w bardzo specyficzny sposób dla każdego pacjenta” - powiedział Moraud. „Działa w czasie rzeczywistym, a co ważne, stanowi uzupełnienie innych istniejących terapii”.

Choroba Parkinsona, zwyrodnieniowa choroba mózgu, powoduje degradację jego części. Objawy związane z chodzeniem pojawiają się, gdy komórki nerwowe w obszarze zwojów podstawy mózgu, które kontrolują ruch, ulegają upośledzeniu lub obumierają. Te komórki nerwowe normalnie produkują dopaminę, ale gdy obumierają lub ulegają uszkodzeniu, brak dopaminy często wpływa na zdolność danej osoby do poruszania się, chodzenia lub utrzymywania równowagi. Około 90% osób cierpiących na tę chorobę doświadcza deficytów ruchowych. Chociaż obecnie nie ma lekarstwa na chorobę Parkinsona, niektóre terapie - takie jak głęboka stymulacja mózgu lub leki zwiększające poziom dopaminy - mogą złagodzić objawy.

U Marca Gauthiera, ojca dwójki dzieci, zdiagnozowano chorobę Parkinsona, gdy miał 36 lat i był wcześniej leczony dopaminergiczną terapią zastępczą, a następnie głęboką stymulacją mózgu w 2004 r., aby pomóc w leczeniu drżenia i sztywności. Jednak ostatnio, wraz z postępem choroby, rozwinęły się u niego poważne zaburzenia chodu, które nie reagowały na żadną z terapii. Jego ciało często sztywniało, a upadki zdarzały się średnio cztery razy dziennie, co zmusiło go do zaprzestania pracy jako architekt.

Następnie Gauthier został zaproszony do udziału w nowym badaniu mającym na celu przetestowanie eksperymentalnej neuroprotezy rdzenia kręgowego. Początkowo odmówił ze względu na poświęcenie czasowe, ale potem zmienił zdanie, zaryzykował i zgodził się.

Stymulacja rdzenia kręgowego

Aby opracować implant, naukowcy z Francji, Szwajcarii i innych instytucji na całym świecie zwizualizowali i zmapowali istotne punkty w dolnej części rdzenia kręgowego, w które neuroproteza musi celować za pomocą stymulacji elektrycznej, aby złagodzić zaburzenia chodu i problemy z równowagą u pacjenta z chorobą Parkinsona.

„Stymulacja koncentruje się tutaj na rdzeniu kręgowym” - powiedział Moraud. „Celujemy w obszar rdzenia kręgowego, który kontroluje wszystkie ruchy nóg”.

Naukowcy zidentyfikowali sześć gorących punktów ułatwiających chodzenie. Następnie wszczepili szereg elektrod w dolnej części rdzenia kręgowego Gauthiera, aby celować w te strefy. Elektrody zostały połączone ze stymulatorem neuronowym umieszczonym pod skórą w okolicy brzucha. Stymulator ten został zaprogramowany do stosowania stymulacji elektrycznej rdzenia kręgowego.

„Połączenie między elektrodą a stymulatorem znajduje się pod skórą, wszystko jest ukryte, a urządzeniem steruje się za pomocą pilota” - powiedział podczas briefingu neurochirurg dr Jocelyn Bloch, autor badania i profesor Szpitala Uniwersyteckiego w Lozannie.

Operacja została przeprowadzona w Szpitalu Uniwersyteckim w Lozannie około dwa lata temu. Po kilku miesiącach rehabilitacji za pomocą stymulacji neuroprotetycznej, Gauthier odzyskał zdolność samodzielnego chodzenia przy użyciu implantu.

Ma również możliwość noszenia czujników na nogach, aby otrzymywać więcej stymulacji. Sygnały z czujników do noszenia mogą pomóc zsynchronizować zewnątrzoponową stymulację elektryczną z ruchami i wzmocnić ruchy.

Ogólnie rzecz biorąc, neuroproteza, oparta na zewnątrzoponowej stymulacji elektrycznej, pomogła „promować dłuższe kroki, poprawić równowagę i zmniejszyć zamrożenie chodu”, napisali naukowcy w swoim badaniu.

Gauthier używa obecnie swojej neuroprotezy przez około osiem godzin dziennie, włączając stymulator rano, a następnie wyłączając go, gdy siedzi przez dłuższy czas lub śpi. Gauthier powiedział podczas briefingu informacyjnego, że czuje lekkie mrowienie w nogach podczas stymulacji, ale nie przeszkadza mu to i zażartował, że jego żona jest „bardzo szczęśliwa”, że może on teraz samodzielnie wychodzić na zewnątrz, podczas gdy ona może cieszyć się spokojnym czasem w domu.

Nie jest to jednak lekarstwo. Naukowcy spodziewają się, że jego choroba Parkinsona będzie nadal postępować.

„Dzięki tej stymulacji rdzenia kręgowego nadal mamy efekt, ale musimy walczyć z gorszymi i poważniejszymi objawami” - powiedział Bloch. „Ale nadal możemy zapewnić mu, dzięki terapii, trochę jakości życia”.

„Ekscytujący rozwój”

To badanie potwierdzające słuszność koncepcji jest „ekscytujące” i „imponujące”, powiedziała w e-mailu dr Svjetlana Miocinovic, neurolog specjalizująca się w chorobie Parkinsona i profesor nadzwyczajny w Emory University School of Medicine.

„To ekscytujące odkrycie, ponieważ rozpaczliwie potrzebne są lepsze metody leczenia zaburzeń chodu i równowagi w PD (Chorobie Parkinsona)” - powiedziała Miocinovic, która nie była zaangażowana w nowe badania.

„Ważne będzie wykazanie, że korzyści dla chodu zaobserwowane w tym badaniu wynikają konkretnie ze stymulacji kręgosłupa (dlatego ważne są porównania ze stymulacją pozorowaną), że można to osiągnąć u innych pacjentów z PD” - dodała. „I że można ją wdrożyć w praktyce klinicznej (technologia musi być wystarczająco usprawniona, aby klinicyści mogli ją wdrożyć, a pacjenci mogli z niej korzystać)”.

Technologia ta nie tylko musi zostać przetestowana na większej liczbie osób z chorobą Parkinsona, ale także na tych, którzy wcześniej nie otrzymywali głębokiej stymulacji mózgu jako terapii, powiedział David Dexter, dyrektor ds. badań w Parkinson's UK, w pisemnym oświadczeniu rozpowszechnionym przez brytyjskie Science Media Centre.

„Do tej pory wypróbowano to tylko u jednej osoby z chorobą Parkinsona, która miała już głęboką stymulację mózgu. Teraz musimy zobaczyć, jak jest to testowane na znacznie większej liczbie osób z chorobą, w tym tych bez DBS, w badaniach klinicznych, aby dalej badać potencjalne korzyści i skutki uboczne / ryzyko tej eksperymentalnej nowej terapii” - powiedział Dexter, który nie był zaangażowany w nowe badanie.

„Jest to dość inwazyjna procedura, ale może być technologią zmieniającą zasady gry, aby pomóc przywrócić ruch u osób z zaawansowaną chorobą Parkinsona, u których leki nie działają już dobrze" - powiedział. "Badania te są nadal na bardzo wczesnym etapie i wymagają znacznie więcej rozwoju i testów, zanim będą mogły zostać udostępnione osobom z chorobą Parkinsona, jednak jest to znaczący i ekscytujący krok naprzód i mamy nadzieję, że badania te szybko się rozwiną".

„Drugi pacjent już rozpoczął proces tej terapii”i, powiedział Moraud w briefingu informacyjnym, a naukowcy planują przeprowadzić testy kliniczne w przyszłym roku u sześciu innych pacjentów z chorobą Parkinsona. Prace te są wspierane przez darowiznę w wysokości 1 miliona dolarów od Fundacji Michaela J. Foxa. We współpracy z holenderską firmą ONWARD Medical zajmującą się technologiami medycznymi, Bloch i Grégoire Courtine, autor badania i profesor neuronauki w Szpitalu Uniwersyteckim w Lozannie, pracują nad opracowaniem komercyjnej wersji neuroprotezy.

„Pomysł polega na tym, aby po tej pierwszej fazie rozpocząć badanie kliniczne na większą skalę, aby naprawdę zweryfikować terapię” - powiedział Courtine podczas briefingu informacyjnego, dodając, że trwające badania zajmą trochę czasu, „co najmniej pięć lat rozwoju i testów”.