Bezpieczniejsza terapia elektryczna dla choroby Parkinsona

Jak wynika z nowego badania na gryzoniach, dostarczanie stymulacji elektrycznej do rdzenia kręgowego za pomocą maleńkich platynowych elektrod może złagodzić poważne deficyty motoryczne w chorobie Parkinsona tak skutecznie, jak znacznie bardziej inwazyjna procedura stosowana obecnie klinicznie. Naukowcy twierdzą, że jeśli odkrycia potwierdzą się na ludziach, procedura może radykalnie poprawić leczenie tej choroby, czyniąc terapie elektryczne bezpieczniejszymi i szerzej dostępnymi.

Stymulowanie mózgu: Aktywność neuronalna w mózgu szczura z chorobą Parkinsona przed (na górze) i po (na dole) stymulacji elektrycznej jest zastosowana do jego rdzenia kręgowego. Bodziec wywołał falę pobudzających (czerwonych) i hamujących (niebieskich) odpowiedzi neuronalnych.

Choroba Parkinsona jest zaburzeniem neurodegeneracyjnym, które rozwija się, gdy komórki mózgowe, które produkują, wydalają i ponownie wchłaniają neuroprzekaźnik zwany dopaminą, w tajemniczy sposób zaczynają umierać. Pacjenci początkowo rozwijają drżenie mięśni; w późniejszych stadiach choroby ich kończyny stają się sztywne, a ruchy spowalniają do bolesnego raczkowania. Chorobę można leczyć, zastępując dopaminę lekiem zwanym lewodopą lub L-dopą, jednak lek z czasem traci swoją skuteczność. Kiedy leki zawodzą, pacjenci często decydują się na inwazyjną terapię chirurgiczną zwaną głęboką stymulacją mózgu, która wykorzystuje elektryczny rozrusznik do wysyłania impulsów do bardzo określonych obszarów mózgu. Tysiące pacjentów z chorobą Parkinsona otrzymało dotychczas implanty mózgowe.

Naukowcy z Duke University przypadkowo wpadli na pomysł stymulacji rdzenia kręgowego jako możliwego leczenia choroby Parkinsona. Badając szczury zaprojektowane tak, aby wykazywały objawy charakterystyczne dla choroby Parkinsona, zauważyli, że grupy neuronów w dwóch obszarach mózgu, korze i jądrach podstawnych, działają synchronicznie. Aktywność rytmiczna przypominała łagodne, ciągłe napady padaczkowe obserwowane u pacjentów z padaczką. Widziałem to dziesięć lat temu, mówi Symbol zastępczy dla Miguel Nicolelis , profesor neurobiologii i współdyrektor Centrum Neuroinżynierii na Duke University. W tym czasie Nicolelis i jego współpracownicy szukali sposobów na przerwanie rytmicznych napadów poprzez stymulację nerwów obwodowych.

Nicolelis uznała, że ​​podobne podejście może zadziałać w przypadku choroby Parkinsona. Więc on i jego uczeń Romulo Fuentes wzięli swoje pozbawione dopaminy myszy i szczury i przymocowali maleńkie platynowe elektrody do podstawy ich rdzenia kręgowego. Kiedy stymulowaliśmy je małym prądem, uzyskaliśmy efekt identyczny – a nawet lepszy – niż ten, który ludzie uzyskują, gdy wykonują tę głęboką stymulację mózgu, mówi Nicolelis. Powolne, sztywne ruchy zwierząt z chorobą Parkinsona zostały zastąpione zdrowymi zachowaniami myszy i szczurów.

Kiedy Nicolelis i Fuentes połączyli stymulację elektryczną z L-dopą, efekty były jeszcze bardziej zaskakujące. Impulsy elektryczne, w połączeniu z zaledwie 20 procentami typowej dawki leku, skutkowały długotrwałym efektem naśladującym terapię L-dopą bez naśladowania oporności na lek, która normalnie narasta z czasem. Badanie zostało opublikowane wczoraj w czasopiśmie Nauka .

Sam implant jest o wiele łatwiejszą operacją niż ten stosowany do głębokiej stymulacji mózgu, z dużo mniejszym ryzykiem skutków ubocznych. Urządzenie jest stosunkowo powierzchowne, umieszczone tuż pod kręgami na powierzchni rdzenia kręgowego. To bardzo łatwa, półinwazyjna procedura, mówi Nicolelis. W przyszłości być może uda nam się to zrobić nieinwazyjnie, ponieważ istnieją sposoby na przepuszczanie prądów przez skórę i kości, aby pobudzić te włókna. Nicolelis planuje przetestować leczenie na szympansach przed rozpoczęciem prób na ludziach. Co najmniej jedna terapia stymulacji rdzenia kręgowego jest już stosowana klinicznie w leczeniu przewlekłego bólu.

Chociaż głęboka stymulacja mózgu zmieniła krajobraz leczenia choroby Parkinsona w późnym stadium, nadal jest to bardzo skomplikowana, droga i głęboko inwazyjna procedura, mówi Patricka Aebischera , prezes Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Lozannie. Gdyby można było to zrobić u ludzi, byłby to fantastyczny krok, mówi, udostępniając stymulację elektryczną znacznie szerszej grupie pacjentów. Nieinwazyjne urządzenie byłoby jeszcze bardziej atrakcyjne: gdybyś mógł to zrobić przezskórnie, zmieniłbyś całą grę w piłkę, mówi Aebischer. Otwiera to bardzo interesującą nową możliwość wykorzystania elektrofizjologii do leczenia choroby Parkinsona.

Jednak badania są na wczesnym etapie. Musimy pamiętać, że są to dane eksperymentalne, mówi Alim Benabid , emerytowany profesor biofizyki na Uniwersytecie Josepha Fouriera w Grenoble we Francji, który pod koniec lat 80. stworzył technikę głębokiej stymulacji mózgu. Jest zbyt wcześnie, aby stwierdzić, czy może to zastąpić leczenie lewodopą lub obecną głęboką stymulację mózgu. Ale Benabid już szuka możliwości dodania stymulacji rdzenia kręgowego w kolejnych próbach, w połączeniu z innym rodzajem głębokiej stymulacji mózgu (jądra podwzgórza) u pacjentów z zamrożonymi zaburzeniami chodu, którzy mają problemy z chodzeniem.

Nicolelis nie jest pewien, jak działa terapia, ale wierzy, że celowanie w rdzeń kręgowy – gdzie ogromne wiązki włókien są odpowiedzialne za przenoszenie informacji dotykowych z ciała do wielu celów w mózgu – on i jego koledzy wytwarzają prąd elektryczny, który wpływa na dynamikę całego obwodu nerwowego, a nie tylko jednego miejsca w mózgu. Mówi, że choroba Parkinsona to choroba synchronizacji neuronowej. Mam przeczucie, że to działa, ponieważ desynchronizuje te neurony w korze ruchowej, jądrach podstawnych i innych miejscach. To je desynchronizuje, wyprowadza je z fazy – prawie tak, jakby wprowadzało trochę szumu do systemu.

Koncentrując się na rdzeniu kręgowym, mówi Nicolelis, przyglądamy się bardzo interesującej zmianie w podejściu do choroby. Podchodzimy do tego z systemowego punktu widzenia, patrząc na cały obwód i uzyskując dostęp do całego obwodu. Naukowcy starają się teraz sprawdzić, czy wczesne rozpoczęcie stymulacji kręgosłupa w połączeniu z L-dopą może spowolnić lub nawet zapobiec postępowi choroby.

ukryć