Aktywacja neuronów szansą na chodzenie dla sparaliżowanych
Większość osób z urazami rdzenia kręgowego jest jeszcze młoda, gdy ich życie ulega raptownej zmianie, najczęściej wskutek wypadku. Dochodzi do ciężkiego uszkodzenia wrażliwej wiązki nerwów w rdzeniu kręgowym, mózg zostaje odcięty od reszty ciała – i przestają chodzić.
Coraz bardziej wyrafinowane metody rehabilitacji, z wykorzystaniem nowoczesnych egzoszkieletów, pomagają odzyskać samodzielność. Ale nie wszyscy chorzy mogą wstać z wózków inwalidzkich. Poszukiwania nieustannie więc trwają. Nowe nadzieje dają wyniki badań opublikowane w najnowszym „Nature”. Wskazują one na obecność szczególnego rodzaju neuronów, które mogą przywrócić chodzenie po paraliżu.
W ramach wieloletniego programu badawczego szefowie firmy NeuroRestore – Grégoire Courtine, profesor neurobiologii z École Polytechnique Fédérale i Jocelyne Bloch, neurochirurg ze Szpitala Uniwersyteckiego w Lozannie – postanowili się dowiedzieć, które z neuronów (i w jaki sposób) zaangażowane są w przywracanie sprawności. Wykorzystali w tym celu – początkowo na modelu mysim – jedną z metod rehabilitacji, nazywaną elektrostymulacją zewnątrzoponową (Epidural Electrical Stimulation, EES).
Następnie zsekwencjonowali RNA z pojedynczych komórek i plastrów rdzenia kręgowego, aby wygenerować wysokiej rozdzielczości mapy ekspresji genów. Dzięki temu wychwycili subtelne zmiany, które zachodzą w nich podczas rehabilitacji wspomaganej przez EES. To z kolei doprowadziło do wskazania konkretnego typu neuronów pobudzających w lędźwiowym odcinku rdzenia kręgowego, wykazujących stałą i silną reakcję na bodziec.
W celu ustalenia, czy wyselekcjonowane neurony – oznaczone Vsx2 – sprzyjają odzyskiwaniu sprawności, naukowcy przeprowadzili eksperymenty. I stwierdzili, że ich wyciszenie upośledza regenerację chodu po urazie rdzenia, a ich aktywacja powoduje poprawę. Przy czym – co zaskakujące – te konkretne neurony nie są niezbędne do chodzenia u zdrowych myszy.
Kontynuacja badań z udziałem 9 osób z przerwanym rdzeniem potwierdziła wcześniejsze obserwacje na zwierzętach. Pacjenci, których poddano zewnątrzoponowej stymulacji elektrycznej obszaru kontrolującego ruchy nóg, nowo zaprojektowaną elektrodą ukierunkowaną na wiązki neuronów Vsx2, odzyskali część funkcji motorycznych. Ponadto wykazano, że poprawa utrzymywała się po zakończeniu neurorehabilitacji i wyłączeniu stymulacji. Sugeruje to, że włókna nerwowe wykorzystywane do chodzenia uległy reorganizacji.
Znając cel leczenia, będzie można opracować w przyszłości jeszcze skuteczniejsze metody przywracania samodzielności, czyli bardziej ukierunkowane terapie dla sparaliżowanych pacjentów. Autorzy badania zapowiadają, że będą dalej szukać świętego Graala – być może aktywacja wyselekcjonowanych przez nich neuronów pozwoli regenerować cały rdzeń kręgowy.