În urma unui accident de motocicletă suferit în 2017, Michel Roccati a rămas complet paralizat în partea inferioară a corpului, cu leziuni devastatoare ale măduvei spinării. Acum, italianul poate merge din nou datorită cercetărilor revoluţionare ale unei echipe de specialişti elveţieni care a reuşit să-i restabilească, într-o singură zi, funcţia motorie prin intermediul stimulării electrice realizate cu ajutorul unui dispozitiv cu electrozi implantat în măduva spinării.
„La început, nu puteam să-mi mişc muşchii picioarelor şi nu simţeam nimic“, spune Roccati. Acum italianul poate să stea în picioare fără scaunul cu rotile, să meargă la plimbare prin oraş cu ajutorul unui cadru şi chiar să urce scările. De fapt, „tot ceea ce am în minte pentru a-mi face exerciţiile fizice pot face cu ajutorul stimulării. Sunt liber. Pot merge oriunde vreau“, a declarat Roccati la o conferinţă de presă găzduită de Nature Medicine, care a publicat luni concluziile studiului.
Potrivit Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii, în fiecare an, între 250.000 şi o jumătate de milion de oameni din întreaga lume suferă leziuni grave, invalidante, ale măduvei spinării, cel mai adesea în urma unei căzături violente sau, la fel ca în cazul lui Roccati, în urma unui accident de circulaţie. Comparativ cu cei fără astfel de leziuni, persoanele care suferă astfel de accidente sunt de două până la cinci ori mai predispuse la deces prematur.
Roccati a fost unul din cei trei pacienţi bărbaţi, cu vârste cuprinse între 29 şi 41 de ani, care au participat la studiul clinic STIMO, condus de dr. Jocelyne Bloch de la Spitalul Universitar Lausanne şi Grégoire Courtine de la Institutul Federal Elveţian de Tehnologie. Fiecare dintre cei trei pacienţi a suferit o leziune totală a măduvei spinării cu cel puţin un an înainte de efectuarea studiului.
„Acest lucru înseamnă că nu şi-au putut mişca picioarele şi nu au perceput nicio senzaţie în membrele lor inferioare“, a declarat coautorul studiului, dr. Jocelyne Bloch, neurochirurg-şef la unitatea de neurochirurgie funcţională a spitalului universitar din Lausanne.
Pacienţilor li s-a implantat un dispozitiv cu 16 electrozi în spaţiul epidural, o zonă între vertebre şi membrana măduvei spinării. Electrozii primesc curenţi de la un stimulator cardiac implantat sub piele, pe abdomen. Cercetătorii au folosit apoi un computer pentru a iniţia secvenţe unice de impulsuri electrice, trimise electrozilor epidurali prin intermediul stimulatorului cardiac, pentru a activa muşchii pacienţilor.
Deşi au mai fost studii care au semnalat apariţia mişcării la scurt timp după intervenţii chirurgicale care au urmărit implantarea unor dispozitive similare, acesta este primul studiu care a raportat că toţi participanţii au putut merge independent pe o bandă de alergare la doar o zi după operaţie, spun cercetătorii.
„Este un moment foarte emoţionant, pentru că [pacienţii] îşi dau seama că pot păşi“, a spus Bloch vorbind la o conferinţă de presă.
Dr. Bloch a menţionat că în 2020 cei trei bărbaţi au suferit o intervenţie chirurgicală în Lausanne pentru implantarea unui stimulator cardiac în abdomen şi a dispozitivului cu electrozi, direct în măduva spinării. Aceşti electrozi sunt ei înşişi o inovaţie importantă, a explicat neurologul Grégoire Courtine, care a participat la studiu. Construiţi pentru un transplant permanent, aceştia sunt „poziţionaţi cu precizie pentru a viza toate regiunile măduvei spinării care sunt relevante pentru a activa muşchii trunchiului şi a picioarelor“, a declarat Courtine, de la Institutul Federal Elveţian de Tehnologie din Lausanne.
Electrozii au fost apoi cuplaţi cu un software care a facilitat o cartografiere extrem de personalizată a măduvei spinării fiecărui pacient, a spus Courtine. Software-ul este activat printr-o interfaţă uşor de utilizat, care permite pacienţilor şi terapeuţilor să configureze cu uşurinţă programe de stimulare pentru o varietate de mişcări. Pacienţii pot opera singuri aceste programe, prin intermediul unei tablete şi a unei telecomenzi, care poate comunica prin tehnologia wireless cu stimulatorul cardiac.
Oamenii de ştiinţă cercetează stimularea electrică a măduvei spinării de aproape trei decenii. În cadrul acestui studiu ei au reproiectat o tehnologie utilizată iniţial pentru ameliorarea durerii pentru a ţinti rădăcinile nervilor spinali.
Studii anterioare realizate de Universitatea din Louisville au arătat că persoanele care au fost complet paralizate, dar încă mai aveau senzaţii în membre au putut merge din nou după mai multe luni de reabilitare folosind tehnologia de stimulare electrică a măduvei spinării. Studiul STIMO a constatat că, în termen de o săptămână de la intervenţiile chirurgicale, toţi cei trei participanţi au putut merge independent cu ajutorul unui suport de susţinere a greutăţii corporale.
„Pentru prima dată, avem nu numai un efect imediat - deşi exerciţiul fizic este încă important - ci şi indivizi care nu aveau nicio senzaţie, şi niciun fel de mişcare, care au reuşit să-şi recapete poziţia deplină şi să meargă independent în afara laboratorului“, a explicat Courtine.
Pentru Roccati, asta a însemnat că, după o perioadă de recuperare post-operatorie de 10 zile, a început recuperarea şi „am putut să merg după o zi“, a spus el. Telecomanda este fixată de cadrul pe care-l foloseşte la mers.
„Datorită acestei tehnologii, toţi cei trei pacienţi, imediat după operaţie, au reuşit să se ridice şi să meargă“, a spus dr. Bloch. Le-au fost de asemenea activate mişcări ca: pedalarea, înotul şi mişcarea trunchiului. Nici unul nu a raportat dureri sau efecte secundare declanşate de tehnologia de stimulare.
Cu toate acestea, dr. Bloch a subliniat că lucrurile „nu au fost perfecte de la început“, în ceea ce priveşte controlul motor. Recâştigarea mişcării post-intervenţie chirurgicală este un proces, „nu un miracol“, a spus şi Courtine, subliniind că pacienţii au avut nevoie iniţial de mult sprijin fizic. De asemenea, „recuperarea senzaţiei de a simţi este foarte diferită de la un pacient la altul, dar permite redobândirea imediată a capacităţii de mişcare pentru exerciţiile fizice de reabilitare necesare“, a mai adăugat cercetătoarea. Întrucât tehnologia este de dimensiuni reduse şi este portabilă, exerciţiile pot avea loc în lumea reală. În fiecare zi, cu stimularea pornită, „Michel este capabil să stea timp de două ore în picioare şi merge aproape 1 kilometru, fără oprire, şi poate urca şi coborâ scările. Însă atunci când stimularea este oprită, deşi există o anumită recuperare, aceasta este foarte limitată“ , spune Courtine.
Tehnologia va funcţiona aproape sigur la fel de bine în rândul pacientelor cu paralizie, dar dr. Bloch recunoaşte că există şi o limitare cheie: „Avem nevoie de cel puţin 6 centimetri de măduva spinării sănătoasă sub leziune pentru a implanta electrozii“, a spus cercetătoarea.
Claudia Angeli, directoarea Centrului de Cercetare a Leziunilor Măduvei Spinării de la Universitatea din Louisville din Kentucky, a fost de acord că munca echipei elveţiene este „încurajatoare“, dar a spus că şi alte abordări au valoare. „Acest grup utilizează o stimulare foarte specifică“ ca metodă de semnalizare, în timp ce alte eforturi alternative încearcă să permită controlul motor prin stimularea directă a semnalelor creierului, a spus ea. Astfel de abordări alternative „au arătat rezultate similare. Nu a existat o comparaţie directă a celor două metode, dar ambele arată promisiuni pentru recuperarea celor cu leziuni ale măduvei spinării“, a remarcat Angeli.
De asemenea, Dr. Nandan Lad, neurochirurg la Universitatea Duke, a declarat că această „cercetare foarte interesantă oferă o nouă opţiune de tratament pentru zeci de mii de pacienţi care au leziuni ale măduvei spinării şi nu prea au alte opţiuni“. Dr. Lad conduce la rândul său un studiu clinic în acest domeniu în SUA şi nu a fost implicat în studiul recent publicat.
Echipa elveţiană a reuşit să observe rezultate imediate după ce a făcut schimbări importante în structura şi în modul de implantare a dispozitivului. Electrozii utilizaţi în studiul STIMO, realizaţi de Onward Medical, au fost mai laţi şi mai lungi decât cei utilizaţi frecvent în alte studii similare. Potrivit dr. Bloch, această nouă gamă de electrozi permite accesul la o zonă mai largă a măduvei spinării pentru a stimula atât muşchii trunchiului, cât şi pe cei ai picioarelor.
Cercetătorii au dezvoltat un algoritm pentru a plasa în mod optim reţeaua de electrozi, efectuând teste în timpul intervenţiei chirurgicale pentru a măsura activitatea musculară după livrarea impulsurilor. Plasarea neurochirurgicală precisă a electrozilor este esenţială pentru capacitatea dispozitivului de a stimula grupurile musculare necesare în picioare atât de repede, a spus dr. Lad.
Studiul STIMO introduce, de asemenea, o nouă metodă de iniţiere şi susţinere a mişcării. Pentru a începe stimularea, studiile anterioare s-au bazat pe intenţia participanţilor de a se mişca şi pe semnalele care vin apoi de la creier. În noul studiu, o secvenţă temporizată de stimulări este generată folosind răspunsuri motorii la diferite şocuri electrice. Aceste secvenţe prestabilite declanşează mişcarea şi încearcă să imite modelul natural de activare musculară necesar mersului.
Este încurajator să ştim că două tipuri de stimulare pot genera modele de mişcare prin circuitele spinale, indicând faptul că unele funcţii sunt păstrate chiar şi după leziuni complete, spune Susan Harkema, profesor la Departamentul de Chirurgie Neurologică care a condus studiile în Louisville.
„Dar nu cred că avem încă suficiente dovezi pentru a şti care este cel mai bun mod de stimulare pentru a obţine cele mai bune rezultate“, a declarat Harkema.
Cu ajutorul dispozitivului STIMO, persoanele cu leziuni complete ale măduvei spinării îşi pot recăpăta mişcarea voluntară în picioare numai în timp ce primesc stimularea electrică. În timp ce dispozitivul este oprit, mişcarea voluntară nu este posibilă. Electrozii pot fi implantaţi pe viaţă, dar stimulatorul cardiac trebuie înlocuit la fiecare nouă ani.
De asemenea, cu mult antrenament, pacienţii pot construi o mai mare rezistenţă şi pot face o gamă mai largă de activităţi. După operaţie, participanţii la studiu au primit una sau două ore de kinetoterapie de patru ori pe săptămână. Cu trei sau patru luni de reabilitare consecventă, un pacient a reuşit să stea pe propriile picioare timp de două ore. Un altul a putut merge 500 de metri fără ajutor, iar un altul a putut urca din nou scările.
Tableta utilizată în studiu vine echipată cu programe specific codificate pentru anumite tipuri de activităţi, inclusiv statul în picioare, mersul pe jos şi înotul.
„Cu cât se antrenează mai mult, cu atât realizează mai multe, deci au nevoie de motivaţie pentru a putea efectua exerciţii de reabilitare de durată“, a spus dr. Bloch despre progresul pacienţilor.
Cei doi cercetători, Courtine şi dr. Bloch, intenţionează acum să lucreze cu Onward Medical pentru a simplifica folosirea dispozitivului pentru utilizarea de zi cu zi, vizând integrarea programului în telefonul mobil sau în ceasurile inteligente. În prezent echipa de cercetători elveţieni caută să programeze un studiu clinic mai mare în SUA. Ei estimează că va dura încă trei sau patru ani pentru ca tehnologia să devină disponibilă în comerţ.
Într-o conferinţă de presă ţinut săptămâna trecută, cercetătorii au anunţat că Administraţia pentru Alimente şi Medicamente din SUA - FDA - a aprobat tehnologia sub denumirea de „dispozitive revoluţionare“ pentru a accelera procesul de autorizare, fapt ce ar asigura, de asemenea, decontarea prin intermediul programelor de sănătate în cazul în care următoarele studiile clinice mai mari vor avea succes.
„Cred că [această cercetare] ar trebui să fie un apel pentru noi toţi să înţelegem că există speranţă pentru tratamentul acestor pacienţi. Cred că speranţa în acest moment stă într-o soluţie oferită de ingineria de precizie şi mai puţin în strategia de reparare celulară“, a declarat dr. Nicholas Theodore, directorul centrului de neurochirurgie a coloanei vertebrale de la Johns Hopkins, care nu a fost implicat în cercetare.
În ceea ce-l priveşte pe Roccati, după nouă luni de reabilitare în Lausanne, el s-a întors acum în Italia. „Am continuat reabilitarea acasă, lucrând singur, cu toate dispozitivele. Şi văd îmbunătăţiri în fiecare zi“, a spus el.
