Vagus nervestimulation viser hidtil usete restitutionshastigheder for rygmarvsskader

Vagus nervestimulation viser hidtil usete restitutionshastigheder for rygmarvsskader

I en ny klinisk undersøgelse påviste forskere ved Texas Biomedical Device Center (TXBDC) ved University of Texas i Dallas hidtil usete restitutionsrater for rygmarvsskader.

I denne undersøgelse offentliggjort i det prestigefyldte tidsskriftNaturDen 21. maj modtog personer med ufuldstændige rygmarvsskader sikkert en kombination af stimulering af en nerve i nakken med progressiv, individualiseret genoptræning. Denne tilgang, kaldet closed-loop vagus nerve stimulation (CLV), resulterede i betydelige forbedringer i arm- og håndfunktion hos disse individer.

De hidtil usete resultater positionerer UT-Dallas-forskere til at gå videre med et afgørende forsøg - den sidste forhindring mod potentiel Food and Drug Administration (FDA) godkendelse af vagusnervestimulering til behandling af øvre fornærmelsessvækkelse på grund af rygmarvsskade.

Denne tilgang er baseret på over et årti af neurovidenskab og bioingeniørindsats fra UT Dallas forskere. Terapien bruger elektriske impulser, der sendes til hjernen via en lillebitte enhed, der er implanteret i nakken og tidsindstillet til at opstå under rehabiliteringsøvelser. Tidligere arbejde fra UT Dallas-forskere har vist, at stimulering af vagusnerven under fysioterapi genopretter områder af hjernen, der er beskadiget af slagtilfælde, og kan føre til forbedret restitution.

Dr. Michael Kilgard, Margaret Footede Jonsson-professor i neurovidenskab ved School of Behavioural and Brain Sciences og den tilsvarende forfatter, forklarede, at behandlingen af ​​rygmarvsskader med CLV adskiller sig fra forhold, der er matchet i tidligere undersøgelser.

Ved slagtilfælde kan folk, der udfører terapi alene, blive bedre, og tilføjelse af CLV-multiplikationer kan gøre denne forbedring. Denne undersøgelse er anderledes: terapi alene for rygmarvsskader hjalp overhovedet ikke vores deltagere. “

Dr. Michael Kilgard, Margaret Founder Jonsson-professor i neurovidenskab ved School of Behavioural and Brain Sciences

Undersøgelsen omfattede 19 deltagere med kronisk, ufuldstændig cervikal rygmarvsskade. Hver person gennemførte 12 ugers terapi og spillede simple videospil for at udløse specifikke bevægelser i overekstremiteterne. Implantatet aktiveres ved vellykkede bevægelser, hvilket resulterer i betydelige fordele for arm- og håndstyrken.

"Disse aktiviteter giver patienterne mulighed for at genvinde styrke, hastighed, bevægelsesområde og håndfunktion. De forenkler dagligdagen," siger Dr. Robert Rennaker, professor i neurovidenskab og Texas Instruments Distinguished Chair i Bioengineering, som har designet den implanterede CLV-enhed ved hjælp af miniaturer.

Undersøgelsen fungerede som både et fase 1 og et fase 2 klinisk forsøg og omfattede randomiseret placebokontrol i den første fase, hvor ni af de 19 deltagere modtog simuleret stimulation frem for aktiv behandling under de første 18 terapisessioner og derefter modtog CLV under de sidste 18 sessioner.

Deltagerne var i alderen fra 21 til 65 år og var 1 til 45 år efter skaden. Ingen af ​​disse faktorer eller sværhedsgraden af ​​svækkelse hos personer med håndbevægelse påvirkede graden af ​​respons på behandlingen.

"Denne tilgang producerer resultater uanset disse faktorer, som ofte forårsager betydelige forskelle i succesraterne for andre typer behandling," sagde undersøgelsens medforfatter Dr. Jane Wigginton, læge og overlæge ved TXBDC, meddirektør for UTD's kliniske og translationelle forskningscenter og Medical Science Research Director ved Center for Brainithealth.

"Fra et medicinsk perspektiv er det bemærkelsesværdigt," sagde Wigginton, som planlagde kliniske interaktioner og patientbeskyttelse for undersøgelsen.

TXBDC har arbejdet på at behandle en række sygdomme med CLV gennem 13 års forskning. Som et resultat har FDA godkendt vagusnervestimulering til behandling af bevægelse af øvre lemmer hos patienter med slagtilfælde.

Wigginton sagde, at de seneste resultater er særligt spændende, fordi de hjælper mennesker, for hvem der ikke er nogen eksisterende løsning.

"Personerne i denne undersøgelse har nu fået evnen til at gøre ting, der er meningsfulde for dem og påvirker deres liv."

Den seneste generation af den implanterbare CLV-enhed designet af Rennaker er cirka 50 gange mindre end dens version for tre år siden. Det forhindrer ikke patienter i at modtage MRI, CT-scanninger eller ultralyd.

Et centralt fase 3-studie omfatter 70 deltagere ved flere amerikanske institutioner, der er specialiseret i rygmarvsskader.

Medforfatter Dr. Seth Hays, lektor i bioteknik og kollega Eugene McDermott fra Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science, ledede CLV-projektet, som går tilbage til dets tidligste studier.

"Før denne undersøgelse havde ingen person med rygmarvsskade nogensinde modtaget CLV," sagde han. "Dette er det første bevis på, at der kan opnås overskud. Nu vil vi bestemme, hvordan vi gør dette på den mest effektive måde."

Hays advarede om, at det ikke er en selvfølge, at behandlingen vil blive gjort tilgængelig for patienterne efter den næste undersøgelse.

"Vi har stadig en lang vej at gå. Af mange årsager - økonomiske, lovgivningsmæssige eller videnskabelige - kan dette stadig dø på vinstokken," sagde han. "Men vi har positioneret os selv til at få succes."

Forskerholdet understregede vigtigheden af ​​de snesevis af mennesker, der er involveret i arbejdet – både patienterne og TXBDC's partnere ved Baylor University Medical Center, Baylor Scott & White Research Institute og Baylor Scott & White Institute for Rehabilitation.

"Dette var den hårdest arbejdende, mest altruistiske gruppe af fagfolk, og det var utroligt virkningsfuldt," sagde Wigginton.

Rennaker bemærkede, at selv ambulant kirurgi er kompleks for mennesker med bevægelseshandicap, tilføjede Rennaker: "Disse patienter sagde: 'Opsætning af enheden i mig - det er en stor forpligtelse. De fortjener kredit for at bane vejen for andre."

Andre UTD-tilknyttede medforfattere inkluderede Joseph Epperson BS'20, PhD'24, TXBDC Research Associate; Ph.d.-studerende i kognition og neurovidenskab Emmanuel Adehunoluwa MS'23; Amy Porter Mba'20, TXBDC Operations Director; Hollle Carey Gallaway Mba'23, TXBDC Research Biomedical Engineer; og David Pruitt Ms'14, PhD'16.

Kilgard har en økonomisk interesse i MicroTransponder Inc., som markedsfører vagusnervestimuleringsterapi til slagtilfælde. Rennaker er grundlægger og administrerende direktør for Xnerve, som udviklede den enhed, der blev brugt i denne undersøgelse.

Forskningen blev finansieret af en bevilling (N6001-17-2-4011) fra Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), et agentur fra Department of Defense, og Wings for Life Accelerated Translational Program.

Kilder: