La terapia DBS ipotalamica migliora il recupero dei movimenti degli arti inferiori dopo una lesione del midollo spinale

La terapia DBS ipotalamica migliora il recupero dei movimenti degli arti inferiori dopo una lesione del midollo spinale

I ricercatori dell'EPFL e dell'Ospedale universitario di Losanna (CHUV), guidati dai professori Grégoire Courtine e Jocelyne Bloch, hanno raggiunto un'importante pietra miliare nel trattamento delle lesioni del midollo spinale (LM). Applicando la stimolazione cerebrale profonda (DBS) a una regione inaspettata del cervello – l’ipotalamo laterale (LH) – il team ha migliorato il recupero dei movimenti degli arti inferiori in due persone con LM parziale, migliorando significativamente la loro autonomia e il loro benessere.

Wolfgang Jäger, un 54enne di Kappel, in Austria, è su una sedia a rotelle dal 2006. Quando ha partecipato alla sperimentazione clinica, ha visto in prima persona come la stimolazione cerebrale profonda potesse ripristinare la sua mobilità e indipendenza. "L'anno scorso in vacanza, non è stato un problema fare qualche passo avanti e indietro nell'oceano con la stimolazione", ha condiviso Jaeger, descrivendo la ritrovata libertà che DBS gli ha dato. Oltre a camminare, la terapia ha migliorato le attività quotidiane. "Posso anche raggiungere gli oggetti negli armadi in cucina", ha aggiunto.

La DBS è una tecnica neurochirurgica consolidata in cui gli elettrodi vengono impiantati in specifiche regioni del cervello per modulare l'attività neuronale. Tradizionalmente, la DBS è stata utilizzata per trattare i disturbi del movimento come il morbo di Parkinson e il tremore, prendendo di mira le aree del cervello responsabili del controllo motorio. Tuttavia, l’applicazione dei DB all’ipotalamo laterale per trattare la paralisi parziale è un approccio nuovo. Concentrandosi sull'LH, i ricercatori sono arrivati. Neurorestore ha sfruttato un percorso neurale inaspettato che non era stato precedentemente considerato per il recupero motorio.

Nello studio pubblicato inmedicina naturale,Non solo la DBS ha mostrato risultati immediati nell’estendere la camminata durante la riabilitazione, ma i pazienti hanno anche mostrato un miglioramento a lungo termine che persisteva anche con la stimolazione disattivata. Questi risultati suggeriscono che il trattamento ha promosso la riorganizzazione delle fibre nervose rimanenti, contribuendo a miglioramenti neurologici duraturi.

Questa ricerca mostra che il cervello è necessario per riprendersi dalla paralisi. Sorprendentemente, il cervello non riesce a utilizzare appieno le proiezioni neuronali che sopravvivono dopo una lesione del midollo spinale. Qui abbiamo scoperto come utilizzare una piccola regione del cervello che non era nota per essere coinvolta nella produzione del cammino per bilanciare queste connessioni rimanenti e aumentare il recupero neurologico nelle persone con lesioni del midollo spinale. “

Grégoire Courtine, professore di Neuroscienze all'EPFL, all'Ospedale Universitario di Losanna (CHUV) e all'Unil e condirettore del Centro Neurorestore

Neuroscienze di base combinate con precisione neurochirurgica

Il successo di questa terapia DBS dipende da due approcci complementari: scoperte rese possibili da nuovi metodi negli studi sugli animali e la traduzione di queste scoperte in precise tecniche chirurgiche negli esseri umani. Per l'operazione, i ricercatori hanno utilizzato scansioni cerebrali dettagliate per individuare le posizioni esatte dei piccoli elettrodi nel cervello, eseguite da Bloch a Chuv mentre il paziente era completamente sveglio.

“Una volta posizionato l'elettrodo e applicata la stimolazione, il primo paziente ha immediatamente detto: 'Sento le gambe'. Quando abbiamo aumentato la stimolazione, ha detto: "Ho voglia di camminare!" Questo feedback in tempo reale ha confermato che stavamo prendendo di mira la regione corretta, anche se in quel momento quella regione non era mai stata associata al controllo delle gambe. “, afferma Bloch, neurochirurgo e professore all’Ospedale universitario di Losanna (CHUV), all’UNIL e all’EPFL e condirettore del centro .neurorestore.

Il ruolo dell'ipotalamo laterale nel recupero dalla deambulazione

L'identificazione dell'LH come attore importante nel recupero motorio dopo la paralisi è di per sé un'importante scoperta scientifica, poiché questa regione è stata tradizionalmente associata solo a funzioni come l'eccitazione e l'alimentazione. Questa svolta è nata dallo sviluppo di una nuova metodologia multistadio iniziata con la mappatura anatomica e funzionale dell’intero cervello per determinare il ruolo di questa regione nel camminare, seguita da esperimenti su modelli preclinici per identificare i circuiti precisi coinvolti nel recupero. Alla fine, questi risultati hanno portato a studi clinici su partecipanti umani.

"È stata una ricerca fondamentale attraverso la creazione di mappe dettagliate a livello cerebrale che ci ha permesso di identificare l'ipotalamo laterale nel recupero della deambulazione. Senza questo lavoro fondamentale, non avremmo scoperto il ruolo inaspettato che questa regione svolge nel recupero della deambulazione", afferma Jordan Squair, uno degli autori principali dello studio.

La piattaforma di imaging avanzata presso il Centro WYSS ha svolto un ruolo fondamentale in questa ricerca fornendo funzionalità di imaging ad alta risoluzione che hanno permesso al team di visualizzare l’attività anatomica e funzionale dei neuroni in tutto il cervello, consentendo l’identificazione dell’ipotalamo laterale.

Combinazione di DB con impianti spinali per un migliore recupero

Questi notevoli risultati aprono la strada a nuove applicazioni terapeutiche per migliorare il recupero dalla LM. La ricerca futura esplorerà l'integrazione dei DB con altre tecnologie, come: B. Impianti spinali, che hanno già dimostrato il loro potenziale nel ripristinare il movimento dopo la LM. “L’integrazione dei nostri due approcci – stimolazione cerebrale e spinale – offre ai pazienti con lesioni del midollo spinale una strategia di recupero più completa”, afferma Courtine.

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