Vagusnervstimulering visar oöverträffade återhämtningshastigheter för ryggmärgsskador

Vagusnervstimulering visar oöverträffade återhämtningshastigheter för ryggmärgsskador

I en ny klinisk studie visade forskare vid Texas Biomedical Device Center (TXBDC) vid University of Texas i Dallas oöverträffad återhämtning för ryggmärgsskador.

I denna studie publicerad i den prestigefyllda tidskriftenNaturDen 21 maj fick personer med ofullständiga ryggmärgsskador på ett säkert sätt en kombination av stimulering av en nerv i nacken med progressiv, individualiserad rehabilitering. Detta tillvägagångssätt, som kallas closed-loop vagus nervstimulering (CLV), resulterade i betydande förbättringar i arm- och handfunktion hos dessa individer.

De oöverträffade resultaten positionerar UT-Dallas forskare att gå vidare med en avgörande studie - det sista hindret mot potentiellt godkännande från Food and Drug Administration (FDA) av vagusnervstimulering för att behandla övre förolämpning på grund av ryggmärgsskada.

Detta tillvägagångssätt är baserat på över ett decennium av neurovetenskap och bioteknikinsatser av forskare från UT Dallas. Terapin använder elektriska impulser som skickas till hjärnan via en liten anordning som implanteras i nacken och tidsinställd för att uppstå under rehabiliteringsövningar. Tidigare arbete av forskare från UT Dallas har visat att stimulering av vagusnerven under sjukgymnastik kopplar om områden i hjärnan som skadats av stroke och kan leda till förbättrad återhämtning.

Dr Michael Kilgard, Margaret Footede Jonsson professor i neurovetenskap vid School of Behavioral and Brain Sciences och motsvarande författare, förklarade att behandlingen av ryggmärgsskador med CLV skiljer sig från tillstånd som matchats i tidigare studier.

Vid stroke kan personer som gör terapi ensamma bli bättre och att lägga till CLV-multiplikationer kan göra denna förbättring. Denna studie är annorlunda: enbart terapi för ryggmärgsskador hjälpte inte våra deltagare alls. "

Dr. Michael Kilgard, Margaret Fonde Jonsson professor i neurovetenskap vid School of Behavioral and Brain Sciences

I studien ingick 19 deltagare med kronisk, ofullständig cervikal ryggmärgsskada. Varje person genomförde 12 veckors terapi och spelade enkla videospel för att utlösa specifika rörelser i övre extremiteterna. Implantatet aktiverades vid framgångsrika rörelser, vilket resulterade i betydande fördelar för arm- och handstyrkan.

"Dessa aktiviteter tillåter patienter att återfå styrka, hastighet, rörelseomfång och handfunktion. De förenklar det dagliga livet", säger Dr Robert Rennaker, professor i neurovetenskap och Texas Instruments Distinguished Chair in Bioengineering, som designade den implanterade CLV-enheten med hjälp av miniatyrer.

Studien fungerade som både en fas 1- och fas 2-studie och inkluderade randomiserad placebokontroll i den första fasen, där nio av de 19 deltagarna fick skenstimulering snarare än aktiv behandling under de första 18 terapisessionerna och sedan fick CLV under de sista 18 sessionerna.

Deltagarna varierade i ålder från 21 till 65 år och var 1 till 45 år efter skadan. Varken av dessa faktorer eller svårighetsgraden av funktionsnedsättningen hos patienter med handrörelse påverkade graden av respons på behandlingen.

"Det här tillvägagångssättet ger resultat oavsett dessa faktorer, som ofta orsakar betydande skillnader i framgångsfrekvensen för andra typer av behandling", säger studiens medförfattare Dr. Jane Wigginton, läkare och chefsläkare vid TXBDC, meddirektör för UTD:s kliniska och translationella forskningscenter, och forskningschef för medicinsk vetenskap vid Center for Brainithealth.

"Ur ett medicinskt perspektiv är det anmärkningsvärt," sade Wigginton, som planerade kliniska interaktioner och patientskydd för studien.

TXBDC har arbetat för att behandla en mängd olika sjukdomar med CLV under 13 års forskning. Som ett resultat har FDA godkänt vagusnervstimulering för att behandla rörelser i övre extremiteter hos strokepatienter.

Wigginton sa att de senaste fynden är särskilt spännande eftersom de hjälper människor för vilka det inte finns någon befintlig lösning.

"Människorna i den här studien har nu fått förmågan att göra saker som är meningsfulla för dem och påverkar deras liv."

Den senaste generationen av den implanterbara CLV-enheten designad av Rennaker är ungefär 50 gånger mindre än sin version för tre år sedan. Det hindrar inte patienter från att få MRI, datortomografi eller ultraljud.

En central fas 3-studie inkluderar 70 deltagare vid flera amerikanska institutioner som är specialiserade på ryggmärgsskador.

Medförfattare Dr Seth Hays, docent i bioteknik och kollega Eugene McDermott vid Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science, ledde CLV-projektet som går tillbaka till sina tidigaste studier.

"Innan denna studie hade ingen person med ryggmärgsskada någonsin fått CLV," sa han. "Detta är det första beviset på att vinster kan göras. Nu ska vi bestämma hur vi ska göra detta på det mest effektiva sättet."

Hays varnade för att det inte är en självklarhet att behandlingen kommer att göras tillgänglig för patienter efter nästa studie.

"Vi har fortfarande en lång väg kvar att gå. Av många skäl - ekonomiska, reglerande eller vetenskapliga - kan detta fortfarande dö på vinstocken", sa han. "Men vi har positionerat oss för att bli framgångsrika."

Forskargruppen betonade vikten av de dussintals personer som är involverade i arbetet – både patienterna och TXBDC:s partners vid Baylor University Medical Center, Baylor Scott & White Research Institute och Baylor Scott & White Institute for Rehabilitation.

"Detta var den hårdast arbetande, mest altruistiska gruppen av yrkesverksamma, och det var otroligt effektfullt," sa Wigginton.

Rennaker noterade att även poliklinisk kirurgi är komplex för personer med rörelsehinder, tillade Rennaker: "Dessa patienter sa," Att ställa in enheten i mig - det är ett stort engagemang. De förtjänar beröm för att de banat väg för andra.

Andra UTD-anslutna medförfattare inkluderade Joseph Epperson BS’20, PhD’24, TXBDC Research Associate; Doktorand i kognition och neurovetenskap Emmanuel Adehunoluwa MS’23; Amy Porter Mba'20, TXBDC Operations Director; Hollle Carey Gallaway Mba'23, TXBDC Research Biomedical Engineer; och David Pruitt Ms'14, PhD'16.

Kilgard har ett ekonomiskt intresse i MicroTransponder Inc., som marknadsför vagusnervstimuleringsterapi för stroke. Rennaker är grundare och VD för Xnerve, som utvecklade enheten som användes i denna studie.

Forskningen finansierades av ett anslag (N6001-17-2-4011) från Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), en byrå från försvarsdepartementet och Wings for Life Accelerated Translational Program.

Källor: