Vagusnervestimulering viser enestående utvinningshastigheter for ryggmargsskader

Vagusnervestimulering viser enestående utvinningshastigheter for ryggmargsskader

I en ny klinisk studie viste forskere ved Texas Biomedical Device Center (TXBDC) ved University of Texas i Dallas enestående utvinningshastigheter for ryggmargsskader.

I denne studien publisert i det prestisjetunge tidsskriftetNatur21. mai fikk personer med ufullstendige ryggmargsskader trygt en kombinasjon av stimulering av en nerve i nakken med progressiv, individualisert rehabilitering. Denne tilnærmingen, kalt lukket sløyfe vagusnervestimulering (CLV), resulterte i betydelige forbedringer i arm- og håndfunksjon hos disse personene.

De enestående resultatene posisjonerer UT-Dallas-forskere til å gå videre med et sentralt forsøk - det siste hinderet mot potensiell Food and Drug Administration (FDA) godkjenning av vagusnervestimulering for å behandle øvre fornærmelsessvikt på grunn av ryggmargsskade.

Denne tilnærmingen er basert på over et tiår med nevrovitenskap og bioingeniørarbeid fra UT Dallas-forskere. Terapien bruker elektriske impulser som sendes til hjernen via en liten enhet implantert i nakken og tidsbestemt til å oppstå under rehabiliteringsøvelser. Tidligere arbeid fra UT Dallas-forskere har vist at stimulering av vagusnerven under fysioterapi gjenoppretter områder av hjernen som er skadet av hjerneslag og kan føre til forbedret utvinning.

Dr. Michael Kilgard, Margaret Footede Jonsson-professor i nevrovitenskap ved School of Behavioral and Brain Sciences og den tilsvarende forfatteren, forklarte at behandlingen av ryggmargsskader med CLV er forskjellig fra forhold som ble matchet i tidligere studier.

Ved hjerneslag kan personer som utfører terapi alene bli bedre, og å legge til CLV-multiplikasjoner kan gjøre denne forbedringen. Denne studien er annerledes: terapi alene for ryggmargsskader hjalp ikke deltakerne våre i det hele tatt. "

Dr. Michael Kilgard, Margaret Fonde Jonsson-professor i nevrovitenskap ved School of Behavioral and Brain Sciences

Studien inkluderte 19 deltakere med kronisk, ufullstendig cervikal ryggmargsskade. Hver person fullførte 12 ukers terapi og spilte enkle videospill for å utløse spesifikke bevegelser i øvre lemmer. Implantatet ble aktivert ved vellykkede bevegelser, noe som resulterte i betydelige fordeler for arm- og håndstyrken.

"Disse aktivitetene lar pasientene gjenvinne styrke, hastighet, bevegelsesområde og håndfunksjon. De forenkler dagliglivet," sa Dr. Robert Rennaker, professor i nevrovitenskap og Texas Instruments Distinguished Chair in Bioengineering, som designet den implanterte CLV-enheten ved hjelp av miniatyrer.

Studien fungerte som både en fase 1 og fase 2 klinisk studie og inkluderte randomisert placebokontroll i den første fasen, der ni av de 19 deltakerne fikk falsk stimulering i stedet for aktiv behandling i løpet av de første 18 terapisesjonene og deretter mottok CLV i løpet av de siste 18 øktene.

Deltakerne varierte i alder fra 21 til 65 år og var 1 til 45 år etter skaden. Verken av disse faktorene eller alvorlighetsgraden av svekkelse hos personer med håndbevegelse påvirket graden av respons på behandlingen.

"Denne tilnærmingen gir resultater uavhengig av disse faktorene, som ofte forårsaker betydelige forskjeller i suksessraten for andre typer behandling," sa studiens medforfatter Dr. Jane Wigginton, lege og medisinsk overlege ved TXBDC, meddirektør for UTDs Clinical and Translational Research Center, og Medical Science Research Director ved Center for Brainithealth.

"Fra et medisinsk perspektiv er det bemerkelsesverdig," sa Wigginton, som planla kliniske interaksjoner og pasientbeskyttelse for studien.

TXBDC har jobbet for å behandle en rekke sykdommer med CLV over 13 års forskning. Som et resultat har FDA godkjent vagusnervestimulering for å behandle bevegelse av øvre lemmer hos slagpasienter.

Wigginton sa at de siste funnene er spesielt spennende fordi de hjelper folk som det ikke finnes noen eksisterende løsning for.

"Personene i denne studien har nå fått evnen til å gjøre ting som er meningsfulle for dem og påvirker deres liv."

Den siste generasjonen av den implanterbare CLV-enheten designet av Rennaker er omtrent 50 ganger mindre enn versjonen for tre år siden. Det forhindrer ikke pasienter i å motta MR, CT-skanninger eller ultralyd.

En sentral fase 3-studie inkluderer 70 deltakere ved flere amerikanske institusjoner som spesialiserer seg på ryggmargsskader.

Medforfatter Dr. Seth Hays, førsteamanuensis i bioingeniørfag og kollega Eugene McDermott ved Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science, ledet CLV-prosjektet, som går tilbake til de tidligste studiene.

"Før denne studien hadde ingen person med ryggmargsskade noen gang fått CLV," sa han. "Dette er det første beviset på at fortjeneste kan oppnås. Nå skal vi bestemme hvordan dette skal gjøres på den mest effektive måten."

Hays advarte om at det ikke er en selvfølge at behandlingen vil bli gjort tilgjengelig for pasienter etter neste studie.

"Vi har fortsatt en lang vei å gå. Av mange grunner - økonomiske, regulatoriske eller vitenskapelige - kan dette fortsatt dø på vintreet," sa han. "Men vi har posisjonert oss for å lykkes."

Forskerteamet understreket viktigheten av dusinvis av personer som er involvert i arbeidet – både pasientene og TXBDCs partnere ved Baylor University Medical Center, Baylor Scott & White Research Institute og Baylor Scott & White Institute for Rehabilitation.

"Dette var den mest hardtarbeidende, mest altruistiske gruppen av fagfolk, og det var utrolig virkningsfullt," sa Wigginton.

Rennaker la merke til at selv poliklinisk kirurgi er kompleks for personer med bevegelseshemninger, la Rennaker til: "Disse pasientene sa: "Å sette opp enheten i meg - det er en stor forpliktelse. De fortjener ære for å ha banet vei for andre."

Andre UTD-tilknyttede medforfattere inkluderte Joseph Epperson BS’20, PhD’24, TXBDC Research Associate; Kognisjon og nevrovitenskap doktorgradsstudent Emmanuel Adehunoluwa MS’23; Amy Porter Mba'20, TXBDC driftsdirektør; 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 for hjerneslag. Rennaker er grunnlegger og administrerende direktør for Xnerve, som utviklet enheten som ble brukt i denne studien.

Forskningen ble finansiert av et stipend (N6001-17-2-4011) fra Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), et byrå ved Department of Defense, og Wings for Life Accelerated Translational Program.

Kilder: