Sikrere elektrisk terapi for Parkinsons

At levere elektrisk stimulation til rygmarven gennem bittesmå platinelektroder kan lette de alvorlige motoriske underskud ved Parkinsons sygdom lige så effektivt som en meget mere påtrængende procedure, der i øjeblikket er i klinisk brug, ifølge en ny undersøgelse i gnavere. Hvis resultaterne bekræftes hos mennesker, siger videnskabsmænd, kan proceduren dramatisk forbedre behandlingen af ​​sygdommen ved at gøre elektriske terapier sikrere og mere bredt tilgængelige.

Stimulering af hjernen: Neural aktivitet i hjernen hos en Parkinson-rotte før (øverst) og efter (nederst) elektrisk stimulation påføres dens rygmarv. Stimuluset fremkaldte en strøm af excitatoriske (røde) og hæmmende (blå) neurale reaktioner.

Parkinsons er en neurodegenerativ lidelse, der udvikler sig, når hjernecellerne, der producerer, udskiller og reabsorberer en neurotransmitter kaldet dopamin på mystisk vis begynder at dø. Patienter udvikler til at begynde med muskelrystelser; i de senere stadier af sygdommen bliver deres lemmer stive, og deres bevægelser langsomme til en smertefuld kravle. Sygdommen kan behandles ved at erstatte dopamin med et lægemiddel kaldet levodopa eller L-dopa, men stoffet mister sin effektivitet over tid. Når lægemidler fejler, henvender patienter sig ofte til en invasiv kirurgisk behandling kaldet dyb hjernestimulering, som bruger en elektrisk pacemaker til at sende impulser til meget specifikke områder af hjernen. Tusindvis af Parkinsons patienter har modtaget hjerneimplantaterne til dato.

Forskere ved Duke University kom ved et uheld på ideen om at stimulere rygmarven som en mulig behandling for Parkinsons. Mens de undersøgte rotter, der var konstrueret til at udvise symptomer, der er karakteristiske for Parkinsons, bemærkede de, at grupper af neuroner i to områder af hjernen, cortex og basalganglierne, fyrede synkront. Den rytmiske aktivitet mindede om de milde, kontinuerlige anfald, der ses hos patienter med epilepsi. Jeg havde set det her for et årti siden, siger Miguel Nicolelis pladsholderbillede , professor i neurobiologi og meddirektør for Center for Neuroengineering ved Duke University. På det tidspunkt søgte Nicolelis og hans samarbejdspartnere efter måder at forstyrre rytmiske anfald ved at stimulere perifere nerver.

Nicolelis begrundede, at en lignende tilgang kunne fungere for Parkinsons. Så han og hans elev Romulo Fuentes tog deres dopamin-udtømte mus og rotter og satte små platinelektroder til bunden af ​​deres rygmarv. Da vi stimulerede dem med en lille strøm, fik vi en effekt, der var identisk – og endnu bedre – end hvad folk får, når de laver denne dybe hjernestimulering, siger Nicolelis. Parkinson-dyrenes langsomme stive bevægelser blev erstattet med sund muse- og rotteadfærd.

Da Nicolelis og Fuentes kombinerede den elektriske stimulation med L-dopa, var virkningerne endnu mere opsigtsvækkende. De elektriske impulser, kombineret med kun 20 procent af den typiske lægemiddeldosis, resulterede i en langtidseffekt, der efterlignede L-dopa-behandling uden at se ud til at replikere den lægemiddelresistens, der normalt opbygges over tid. Forskningen blev offentliggjort i går i tidsskriftet Videnskab .

Selve implantatet er en meget lettere operation end den, der bruges til dyb hjernestimulering, med meget lavere risiko for bivirkninger. Enheden er relativt overfladisk, placeret lige under ryghvirvlerne på overfladen af ​​rygmarven. Det er en meget nem, semi-invasiv procedure, siger Nicolelis. I fremtiden vil vi muligvis være i stand til at gøre dette non-invasivt, fordi der er måder, hvorpå du faktisk kan føre strømme gennem hud og gennem knogler for at få disse fibre ophidset. Nicolelis planlægger at teste behandlingen hos chimpanser, før de påbegynder forsøg med mennesker. Mindst én rygmarvsstimuleringsterapi er allerede i klinisk brug til behandling af kroniske smerter.

Mens dyb hjernestimulering har ændret landskabet for det sene stadie af Parkinsons behandling, er det stadig en meget kompliceret, dyr og dybt invasiv procedure, siger Patrick Aebischer , formand for det schweiziske føderale teknologiske institut i Lausanne. Hvis man kunne gøre dette hos mennesker, ville det være et fantastisk skridt, siger han og gør elektrisk stimulering tilgængelig for en meget bredere gruppe patienter. En ikke-invasiv enhed ville være endnu mere tiltalende: Hvis du kunne gøre dette transkutant, ville du ændre hele boldspillet, siger Aebischer. Det åbner op for en meget interessant ny mulighed for at bruge elektrofysiologi til behandling af Parkinsons sygdom.

Forskningen er dog i sin spæde tid. Vi skal huske på, at det er eksperimentelle data, siger Alim Benabid , en professor emeritus i biofysik ved Joseph Fourier University i Grenoble, Frankrig, som skabte teknikken til dyb hjernestimulering i slutningen af ​​1980'erne. Det er for tidligt at sige, om dette kan erstatte levodopabehandling eller den nuværende dybe hjernestimulering. Men Benabid ser allerede på at tilføje rygmarvsstimulering i sit næste sæt af forsøg, parret med en anden form for dyb hjernestimulering (den af ​​den subthalamiske kerne) hos patienter med frossen gangforstyrrelse, som har problemer med at gå.

Nicolelis er ikke sikker på, hvordan terapien virker, men han mener, at han og hans kolleger ved at målrette mod rygsøjlen – hvor enorme bundter af fibre er ansvarlige for at transportere taktile informationer fra kroppen til flere mål i hjernen – skaber elektrisk strøm, der påvirker dynamikken i hele det neurale kredsløb, snarere end blot et enkelt sted i hjernen. Parkinsons er en sygdom med neuronal timing, siger han. Min mavefornemmelse er, at dette virker, fordi det desynkroniserer disse neuroner i den motoriske cortex og de basale ganglier og andre steder. Dette desynkroniserer dem, får dem ud af fase - næsten som om det introducerer en lille smule støj i systemet.

Ved at fokusere på rygmarven, siger Nicolelis, ser vi på et meget interessant skift i den måde, du nærmer dig sygdommen på. Vi nærmer os det fra et systemisk synspunkt, ser på et helt kredsløb og får adgang til hele kredsløbet. Forskerne søger nu at se, om start af spinal stimulering i kombination med L-dopa tidligt kan bremse eller endda forhindre udviklingen af ​​sygdommen.

skjule