211service.com
Säkrare elterapi för Parkinsons
Att leverera elektrisk stimulering till ryggmärgen genom små platinaelektroder kan lindra de allvarliga motoriska underskotten av Parkinsons sjukdom lika effektivt som en mycket mer påträngande procedur som för närvarande används kliniskt, enligt en ny studie på gnagare. Om fynden bekräftas hos människor, säger forskare, kan proceduren dramatiskt förbättra behandlingen av sjukdomen genom att göra elektriska terapier säkrare och mer allmänt tillgängliga.
Att stimulera hjärnan: Neural aktivitet i hjärnan hos en Parkinson-råtta före (överst) och efter (botten) elektrisk stimulering appliceras på dess ryggmärg. Stimulansen framkallade en flod av excitatoriska (röda) och hämmande (blå) neurala svar.
Parkinsons är en neurodegenerativ sjukdom som utvecklas när hjärncellerna som producerar, utsöndrar och återabsorberar en signalsubstans som kallas dopamin på ett mystiskt sätt börjar dö. Patienter utvecklar initialt muskelskakningar; i de senare stadierna av sjukdomen blir deras lemmar stela och deras rörelser långsammare till en smärtsam krypning. Sjukdomen kan behandlas genom att ersätta dopamin med ett läkemedel som kallas levodopa, eller L-dopa, men läkemedlet förlorar sin effektivitet med tiden. När droger misslyckas vänder sig patienterna ofta till en invasiv kirurgisk behandling som kallas djup hjärnstimulering, som använder en elektrisk pacemaker för att skicka pulser till mycket specifika områden i hjärnan. Tusentals Parkinsonspatienter har hittills fått hjärnimplantaten.
Forskare vid Duke University kom av misstag på idén att stimulera ryggmärgen som en möjlig behandling för Parkinsons. När de undersökte råttor som konstruerats för att uppvisa symptom som är karakteristiska för Parkinsons, märkte de att grupper av nervceller i två delar av hjärnan, cortex och basalganglierna, sköt synkront. Den rytmiska aktiviteten påminde om de milda, kontinuerliga anfall som ses hos patienter med epilepsi. Jag hade sett det här för ett decennium sedan, säger Miguel Nicolelis platshållarbild , professor i neurobiologi och meddirektör för Center for Neuroengineering vid Duke University. Vid den tiden sökte Nicolelis och hans medarbetare efter sätt att störa rytmiska anfall genom att stimulera perifera nerver.
Nicolelis resonerade att ett liknande tillvägagångssätt kan fungera för Parkinsons. Så han och hans elev Romulo Fuentes tog sina dopaminutarmade möss och råttor och fäste små platinaelektroder vid basen av deras ryggmärg. När vi stimulerade dem med en liten ström fick vi en effekt som var identisk – och till och med bättre – än vad människor får när de gör den här djupa hjärnstimuleringen, säger Nicolelis. Parkinsondjurens långsamma stela rörelser ersattes med friska mus- och råttbeteenden.
När Nicolelis och Fuentes kombinerade den elektriska stimuleringen med L-dopa var effekterna ännu mer uppseendeväckande. De elektriska pulserna, i kombination med endast 20 procent av den typiska läkemedelsdosen, resulterade i en långtidseffekt som efterliknade L-dopabehandling utan att verka replikera den läkemedelsresistens som normalt byggs upp med tiden. Forskningen publicerades i går i tidskriften Vetenskap .
Själva implantatet är en mycket enklare operation än den som används för djup hjärnstimulering, med mycket lägre risk för biverkningar. Enheten är relativt ytlig, placerad precis under kotorna på ryggmärgens yta. Det är en mycket enkel, semi-invasiv procedur, säger Nicolelis. I framtiden kanske vi kan göra detta icke-invasivt, eftersom det finns sätt du faktiskt kan föra strömmar genom hud och genom ben för att få dessa fibrer upphetsade. Nicolelis planerar att testa behandlingen på schimpanser innan man påbörjar försök på människor. Minst en ryggmärgsstimuleringsterapi används redan kliniskt för att behandla kronisk smärta.
Även om djup hjärnstimulering har förändrat landskapet för behandling av Parkinsons i det sena stadiet, är det fortfarande en mycket komplicerad, dyr och djupt invasiv procedur, säger Patrick Aebischer , ordförande för Swiss Federal Institute of Technology, i Lausanne. Om man kunde göra det här på människor skulle det vara ett fantastiskt steg, säger han och gör elektrisk stimulering tillgänglig för en mycket bredare grupp patienter. En icke-invasiv enhet skulle vara ännu mer tilltalande: om du kunde göra detta transkutant skulle du förändra hela bollspelet, säger Aebischer. Det öppnar för en mycket intressant ny möjlighet att använda elektrofysiologi för att behandla Parkinsons sjukdom.
Forskningen är dock i början. Vi måste komma ihåg att det här är experimentella data, säger Alim Benabid , en professor emeritus i biofysik vid Joseph Fourier University, i Grenoble, Frankrike, som skapade tekniken för djup hjärnstimulering i slutet av 1980-talet. Det är för tidigt att säga om detta kan ersätta levodopabehandling eller den nuvarande djupa hjärnstimuleringen. Men Benabid tittar redan på att lägga till ryggmärgsstimulering i sin nästa uppsättning prövningar, parat med en annan typ av djup hjärnstimulering (den av subthalamuskärnan) hos patienter med frusen gångstörning, som har problem med att gå.
Nicolelis är inte säker på hur terapin fungerar, men han tror att genom att rikta in sig på ryggraden – där enorma buntar av fibrer är ansvariga för att transportera taktil information från kroppen till flera mål i hjärnan – skapar han och hans kollegor elektrisk ström som påverkar dynamiken i hela neurala kretsen, snarare än bara en enda fläck i hjärnan. Parkinsons är en sjukdom med neuronal timing, säger han. Min magkänsla är att detta fungerar eftersom det desynkroniserar dessa neuroner i motorbarken och basala ganglierna och andra platser. Detta avsynkroniserar dem, får dem ur fas - nästan som om det introducerar lite brus i systemet.
När vi fokuserar på ryggmärgen, säger Nicolelis, tittar vi på en mycket intressant förändring i hur du närmar dig sjukdomen. Vi närmar oss det ur en systemisk synvinkel, tittar på en hel krets och får tillgång till hela kretsen. Forskarna undersöker nu om att starta spinalstimulering i kombination med L-dopa tidigt kan bromsa eller till och med förhindra utvecklingen av sjukdomen.