Stimularea comunicării dintre nervii spinali şi muşchi cu ajutorul stimulării măduvei spinării a inversat progresia atrofiei musculare spinale (AMS, în engl. SMA) şi ar putea fi aplicată şi la alte boli ale motoneuronilor, inclusiv scleroză laterală amiotrofică (SLA), potrivit unui studiu restrâns condus de o echipă de cercetători americani de la faculatea de medicină a Universităţii din Pittsburgh.
O nouă intervenţie minim invazivă, fără medicamente, vizează cauza principală a pierderii progresive a funcţiei neuronale în atrofia musculară spinală (AMS), o boală neuromusculară ereditară.
O intervenţie, care implică stimularea electrică a nervilor spinali senzoriali, poate trezi treptat neuronii motori silenţioşi din măduva spinării şi poate îmbunătăţi forţa musculară a picioarelor şi mersul la adulţii cu AMS.
Descoperirile au fost raportate miercuri în revista Nature Medicine de către cercetătorii de la facultatea de medicină a universităţii din Pittsburgh.
Primele rezultate ale unui studiu clinic pilot la trei voluntari umani cu AMS arată că o lună de sesiuni regulate de neurostimulare a îmbunătăţit funcţia motoneuronilor, a redus oboseala şi a îmbunătăţit forţa şi mersul la toţi participanţii, indiferent de severitatea simptomelor acestora.
Studiul este primul care arată că o neurotehnologie poate fi proiectată pentru a inversa degenerarea circuitelor neuronale şi a salva funcţia celulară într-o boală neurodegenerativă umană.
„Pentru a contracara neurodegenerarea, avem nevoie de două lucruri - oprirea morţii neuronilor şi restabilirea funcţiei neuronilor supravieţuitori”, a declarat autorul corespondent lector univ. dr. Marco Capogrosso, profesor asistent de neurochirurgie la Pitt, într-un comunicat.
„În acest studiu am propus o abordare pentru a trata cauza principală a disfuncţiei neuronale, completând tratamentele neuroprotectoare existente cu o nouă abordare care inversează disfuncţia celulelor nervoase”, a explicat el.
AMS este o boală neurodegenerativă genetică care se manifestă prin moartea progresivă şi declinul funcţional al neuronilor motori - celule nervoase care controlează mişcarea prin transmiterea semnalelor de la creier şi măduva spinării la muşchi. În timp, pierderea neuronilor motori cauzează slăbirea treptată a muşchilor şi duce la o varietate de deficienţe motorii, inclusiv pentru participanţii la acest studiu, dificultăţi în mers, urcatul scărilor şi ridicarea de pe scaun.
Deşi nu există leac pentru AMS, în ultimul deceniu au devenit disponibile mai multe tratamente neuroprotectoare promiţătoare. Acestea includ terapii de înlocuire a genelor şi medicamente, ambele stimulând producţia de proteine de susţinere a motoneuronilor care împiedică moartea neuronilor şi care încetinesc - deşi nu inversează - evoluţia bolii.
Studiile arată că deficitele de mişcare în AMS apar înainte de moartea generalizată a motoneuronilor, ceea ce sugerează că disfuncţiile subiacente ale circuitelor nervului spinal pot contribui la debutul bolii şi la apariţia simptomelor.
Conform unor cercetări anterioare efectuate pe modele animale de AMS de către coautorul studiului, George Mentis, Ph.D., de la Universitatea Columbia, neuronii motori supravieţuitori primesc mai puţină stimulare de la nervii senzoriali - fibre care returnează informaţiile de la piele şi muşchi înapoi la sistemul nervos central (SNC). Compensarea acestui deficit de feedback neuronal ar putea, prin urmare, să îmbunătăţească comunicarea dintre sistemul nervos şi muşchi, să ajute mişcarea musculară şi să combată epuizarea musculară.
Cercetătorii de la Pitt au emis ipoteza că o terapie de stimulare electrică epidurală specifică ar putea fi utilizată pentru a salva funcţia celulelor nervoase pierdute prin amplificarea stimulării senzoriale către neuronii motori şi prin implicarea circuitelor neuronale degenerate. Aceste modificări celulare ar putea, la rândul lor, să se traducă în îmbunătăţiri funcţionale ale capacităţii de mişcare.
Studiul Pitt a fost efectuat ca parte a unui studiu clinic pilot care a inclus trei adulţi cu forme mai uşoare de AMS (AMS de tip 3 sau 4).
Pe parcursul unei perioade de studiu de 29 de zile, participanţilor li s-au implantat doi electrozi de stimulare a măduvei spinării (SCS) care au fost plasaţi în regiunea lombară, pe fiecare parte a măduvei spinării, direcţionând stimularea exclusiv către rădăcinile nervoase senzoriale. Sesiunile de testare au durat patru ore fiecare şi au fost efectuate de cinci ori pe săptămână pentru un total de 19 sesiuni, până când dispozitivul de stimulare a fost explantat.
După ce au confirmat că stimularea a funcţionat conform intenţiei şi a angajat neuronii motori spinali, cercetătorii au efectuat o serie de teste pentru a măsura forţa musculară şi oboseala, modificările în mers, gama de mişcare şi distanţa de mers, precum şi funcţia motoneuronilor.
„Întrucât SMA este o boală progresivă, pacienţii nu se aşteaptă să se îmbunătăţească pe măsură ce trece timpul. Dar asta nu este ceea ce am văzut în studiul nostru. Pe parcursul celor patru săptămâni de tratament, participanţii s-au îmbunătăţit în mai multe rezultate clinice, şi au prezentat îmbunătăţiri în activităţile de zi cu zi. De exemplu, spre sfârşitul studiului, un pacient a declarat că poate să meargă de acasă până la laborator fără să obosească”, a comentat rezultatele lector univ. dr. Elvira Pirondini, profesor asistent de medicină fizică şi reabilitare la Pitt.
Toţi participanţii şi-au mărit scorul la testul de mers pe jos de 6 minute - o măsură a rezistenţei musculare şi a oboselii - cu cel puţin 20 de metri, comparativ cu o îmbunătăţire medie de 1,4 metri pe parcursul a trei luni de regim de exerciţii comparabile fără ajutorul SCS şi o creştere medie de 20 de metri după 15 luni de terapie farmacologică neuroprotectoare specifică SMA.
Aceste câştiguri funcţionale au fost reflectate de îmbunătăţirea funcţiei neuronale, inclusiv o creştere a capacităţii motoneuronilor de a genera impulsuri electrice şi de a le transmite la muşchi.
„Rezultatele sugerează că această abordare de neurostimulare ar putea fi aplicată pe scară largă pentru a trata alte boli neurodegenerative dincolo de SMA, cum ar fi SLA sau boala Huntington, atâta timp cât ţinte celulare adecvate vor fi identificate în cursul cercetărilor viitoare”, a declarat autorul corespondent dr. Robert Friedlander, preşedinte al departamentului de neurochirurgie de la Pitt şi director al Institutului UPMC de Neurologie.
Echipa de la Pitt speră acum să continue cercetările cu pacienţii SMA şi să lanseze un alt studiu clinic pentru a testa eficacitatea şi siguranţa pe termen lung a stimulării electrice a măduvei spinării.
Foto articol realizată de: Nate Langer/UPMC, 5 februarie 2025
