В новом клиническом исследовании ученые из Техасского центра биомедицинских устройств (TxBDC) при Техасском университете в Далласе продемонстрировали беспрецедентные показатели восстановления после травм спинного мозга.
В этом исследовании, опубликованном в престижном журнале Nature 21 мая, люди с неполным повреждением спинного мозга безопасно получили комбинацию стимуляции нерва в шее с прогрессивной индивидуальной реабилитацией. Этот подход, называемый замкнутой стимуляцией блуждающего нерва (CLV), привел к значительным улучшениям в функции руки и кисти у этих людей.
Беспрецедентные результаты позволяют ученым Техасского университета в Далласе приступить к решающему испытанию — последнему препятствию на пути к потенциальному одобрению Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) стимуляции блуждающего нерва для лечения нарушений функций верхних конечностей, вызванных травмой спинного мозга.
Этот подход основан на более чем десятилетии нейронауки и биоинженерных усилий исследователей из Техасского университета в Далласе. Терапия использует электрические импульсы, посылаемые в мозг через крошечное устройство, имплантированное в шею, и рассчитанные на время реабилитационных упражнений. Предыдущая работа исследователей Техасского университета в Далласе продемонстрировала, что стимуляция блуждающего нерва во время физиотерапии может перепрограммировать области мозга, поврежденные инсультом, и привести к улучшению восстановления.
Доктор Майкл Килгард, профессор нейробиологии имени Маргарет Фонде Йонссон в Школе поведенческих и мозговых наук и автор-корреспондент, объяснил, что лечение повреждений спинного мозга с помощью CLV отличается от состояний, на которые велись исследования в более ранних работах.
«При инсульте люди, которые занимаются только терапией, могут почувствовать себя лучше, а добавление CLV умножает это улучшение. Это исследование отличается: только терапия при травме спинного мозга не помогла нашим участникам вообще», - Доктор Майкл Килгард, профессор нейробиологии им. Маргарет Фонде Йонссон в Школе поведенческих и мозговых наук
В исследовании приняли участие 19 человек с хронической неполной травмой шейного отдела спинного мозга. Каждый человек прошел 12-недельную терапию, играя в простые видеоигры, чтобы вызвать определенные движения верхних конечностей. Имплантат активировался при успешных движениях, что привело к значительным преимуществам для силы руки и кисти.
«Эти занятия позволяют пациентам восстановить силу, скорость, диапазон движений и функцию рук. Они упрощают повседневную жизнь», — сказал доктор Роберт Реннакер, профессор нейробиологии и заведующий кафедрой биоинженерии Texas Instruments, который разработал миниатюрное имплантируемое устройство CLV.
Исследование представляло собой как клиническое испытание фазы 1, так и фазы 2 и включало рандомизированный плацебо-контроль на первом этапе, в ходе которого девять из 19 участников получали фиктивную стимуляцию вместо активного лечения в течение первых 18 сеансов терапии, а затем получали CLV на последних 18 сеансах.
Возраст участников варьировался от 21 до 65 лет, а после травмы прошло от одного до 45 лет. Ни один из этих факторов, ни тяжесть нарушения у тех, у кого сохранилась подвижность руки, не влияли на степень ответа на лечение.
«Этот подход дает результаты независимо от этих факторов, которые часто вызывают существенные различия в показателях успешности других видов лечения», — говорит соавтор исследования доктор Джейн Виггинтон, врач и главный врач TxBDC, содиректор Центра клинических и трансляционных исследований UTD и директор по медицинским научным исследованиям в Центре здоровья мозга.
«Это замечательно с медицинской точки зрения», — сказал Виггинтон, который планировал клинические взаимодействия и меры защиты пациентов в ходе испытания.
TxBDC работал над лечением широкого спектра состояний с использованием CLV в течение 13 лет исследований. В результате FDA одобрило стимуляцию блуждающего нерва для лечения нарушений движения верхних конечностей у пациентов, перенесших инсульт.
Виггинтон отметил, что последние результаты особенно воодушевляют, поскольку они помогают людям, для которых не существует существующего решения.
«Люди, принявшие участие в этом исследовании, теперь обрели способность делать вещи, которые имеют для них значение и оказывают влияние на их жизнь».
Новейшее поколение имплантируемого устройства CLV, разработанное Rennaker, примерно в 50 раз меньше, чем их версия трехлетней давности. Оно не мешает пациентам проходить МРТ, КТ или УЗИ.
В базовом исследовании фазы 3 примут участие 70 человек из нескольких учреждений США, специализирующихся на травмах спинного мозга.
Соавтор, доктор Сет Хейс, доцент кафедры биоинженерии и научный сотрудник, заслуженный профессор имени Юджина Макдермотта в Школе инженерии и компьютерных наук Эрика Йонссона, участвовал в проекте CLV с самых ранних исследований.
«До этого исследования ни один человек с травмой спинного мозга не получал CLV», — сказал он. «Это первое доказательство того, что можно добиться улучшений. Теперь мы займемся определением того, как сделать это максимально эффективным».
Хейс предупредил, что нельзя быть уверенным, что терапия станет доступной пациентам после следующего испытания.
«Нам еще предстоит долгий путь. По многим причинам — финансовым, нормативным или научным — это все еще может умереть на корню», — сказал он. «Но мы настроили себя на успех».
Исследовательская группа подчеркнула важность участия десятков людей в работе — как пациентов, так и партнеров TxBDC из Медицинского центра Университета Бэйлора, Исследовательского института Бэйлор Скотта и Уайта и Института реабилитации Бэйлор Скотта и Уайта.
«Это была самая трудолюбивая и самая альтруистичная группа профессионалов, и это оказало невероятное влияние», — сказал Виггинтон.
Отметив, что даже амбулаторная операция сложна для людей с ограниченной подвижностью, Реннакер добавил: «Эти пациенты сказали: «Вставьте в меня это устройство» — это огромная приверженность. Они заслуживают похвалы за то, что проложили путь для других».
Другими соавторами, связанными с UTD, были Джозеф Эпперсон, бакалавр наук 20-го года, доктор философии 24-го года, научный сотрудник TxBDC; докторант по когнитивным наукам и нейробиологии Эммануэль Адехунолува, магистр наук 23-го года; Эми Портер, магистр делового администрирования 20-го года, директор по операциям TxBDC; Холли Кэри Гэллауэй, магистр делового администрирования 23-го года, инженер-биомедик-исследователь TxBDC; и Дэвид Пруитт, магистр наук 14-го года, доктор философии 16-го года.
У Килгарда есть финансовый интерес в MicroTransponder Inc., которая продает терапию стимуляции блуждающего нерва при инсульте. Реннакер является основателем и генеральным директором XNerve, которая разработала устройство, использованное в этом исследовании.
Исследование финансировалось за счет гранта (N66001-17-2-4011) Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA), а также Программы ускоренных трансляционных исследований Wings for Life.
Источник: Техасский университет в Далласе