ΕΝΤΟΠΙΣΤΗΚΑΝ ΝΕΥΡΩΝΕΣ ΠΟΥ ΒΟΗΘΟΥΝ ΠΑΡΑΛΥΤΟΥΣ ΑΝΘΡΩΠΟΥΣ ΝΑ ΠΕΡΠΑΤΗΣΟΥΝ ΞΑΝΑ

Μελέτη προσανατολίζει τους επιστήμονες σε νευρώνες που μπορεί να αποδειχτούν «κλειδί» για την αποκατάσταση τραυματισμών που έχουν προκαλέσει παράλυση.

To 2018, o νευροεπιστήμονας Grégoire Courtine, του Swiss Federal Institute of Technology, και οι συνεργάτες του πρόσφεραν ελπίδα σε όσους έχουν καθηλωθεί σε αμαξίδιο έπειτα από τραυματισμό στο νωτιαίο μυελό. Είχαν δείξει πως η παροχή ηλεκτρικών παλμών σε νευρώνες της κάτω σπονδυλικής στήλης μπορεί να βοηθήσει άτομα με σοβαρή ή πλήρη κινητική παράλυση και ελάχιστη αίσθηση στα πόδια να περπατήσουν ξανά.

Είχαν προηγηθεί οι δοκιμές σε τρία άτομα. Ακολούθησαν παρόμοια αποτελέσματα σε δοκιμές δυο άλλων ομάδων.

Όπως αναφέρει το Science, «μια άσχημη πτώση ή ένα αυτοκινητιστικό ατύχημα μπορεί να διακόψει τις νευρικές συνδέσεις στο νωτιαίο μυελό. Να κόψει το “κύκλωμα” που επιτρέπει στους ανθρώπους να ελέγχουν διάφορα μέρη του σώματός τους. Ωστόσο, κάποιες διασυνδέσεις παραμένουν. Όταν επιστήμονες τις “χτυπούν” με ηλεκτρισμό μέσω χειρουργικής εμφύτευσης δέσμης ηλεκτροδίων στον κάτω νωτιαίο μυελό και σε συνδυασμό με φυσικοθεραπεία και αποκατάσταση, είναι δυνατή η αποκατάσταση της κίνησης των άκρων, η λειτουργία του εντέρου, της ουροδόχου κύστης και της σεξουαλικής δραστηριότητας».

iStock

Η τεχνική, που είναι γνωστή ως Εpidural Εlectrical Stimulation (EES), λειτουργούσε μεν, χωρίς όμως να έχουν καταλάβει οι γιατροί τον λόγο που συνέβαινε το θαύμα.

Ο Dr. Courtine εστίασε προς αυτήν την κατεύθυνση και στις 9 Νοεμβρίου 2022 παρουσίασε τα ευρήματα της μελέτης στο Nature.

Βασίστηκε σε εννέα ανθρώπους με σπονδυλική παράλυση, οι οποίοι ακολούθησαν πρόγραμμα διάρκειας 5 μηνών με ηλεκτρική διέγερση, άσκηση και αποκατάσταση. Και οι εννέα κατάφεραν να περπατήσουν χωρίς βοήθημα.

Το –όχι και τόσο– παράδοξο με τους νευρώνες

Οι εικόνες που αποτύπωναν τη δραστηριότητα των νευρικών κυττάρων στον νωτιαίο μυελό έδειξαν πως αυτή μειώθηκε μετά τη θεραπεία, συγκριτικά με ό,τι ίσχυε πριν την εκκίνηση της. «Αυτό δεν προκάλεσε έκπληξη, καθώς έτσι λειτουργεί και ο ανθρώπινος εγκέφαλος: όταν μαθαίνει κάτι νέο, ενεργοποιούνται όλο και λιγότεροι νευρώνες», διευκρίνισε ο Dr. Courtine.

Η εξέλιξη υποδήλωνε ότι ενδεχομένως μόνο ένα υποσύνολο νευρώνων ενεργοποιούνταν κατά τη διέγερση, προκειμένου να βοηθήσουν τους ασθενείς να ανακάμψουν.

Για να καταλάβουν οι ερευνητές καλύτερα τι συνέβαινε, επανέλαβαν τη μελέτη σε ποντίκια με τραυματισμένο νωτιαίο μυελό. Ήθελαν να διαπιστώσουν ποιοι πληθυσμοί νευρικών κυττάρων ήταν πιο σημαντικοί κατά τη διαδικασία της αποθεραπείας. Προσδιόρισαν ποια γονίδια ενεργοποιούνται σε συγκεκριμένους πληθυσμούς νευρικών κυττάρων και δημιούργησαν έναν υψηλής ανάλυσης λεπτομερή «χάρτη» τύπων νευρικών κυττάρων, στο κάτω μέρος του νωτιαίου μυελού.

iStock

Χρησιμοποίησαν αλγόριθμο machine learning, ώστε να μετρήσουν τη γονιδιακή δραστηριότητα σε χιλιάδες μεμονωμένους νευρώνες, σε δείγματα νωτιαίου μυελού των ποντικιών – όπως αναζητούσαν τους νευρώνες που έδειχναν αλλαγές στη γονιδιακή δραστηριότητα, σε καθορισμένα στάδια αποκατάστασης με την τεχνική EES.

Διαπιστώθηκε πως τα καλά νέα οφείλονταν σε συγκεκριμένο υποπληθυσμό διεγερτικών ενδονευρώνων (βλ. νευρικά κύτταρα που συνδέουν τους κινητικούς νευρώνες με αυτούς των αισθήσεων).

Για να επαληθεύσουν τα ευρήματα, χειρίστηκαν επιλεκτικά τη δραστηριότητα τους στα ποντίκια. Διαπίστωσαν πως η ενεργοποίηση στα τραυματισμένα ποντίκια βοηθούσε στην ανάκτηση της ικανότητας να περπατούν. Την έχαναν όταν σταματούσε η ενεργοποίηση.

Έτσι, κατέληξαν στο ότι αυτά τα κύτταρα γίνονται κρίσιμα για την αποκατάσταση μετά από τραυματισμό του νωτιαίου μυελού.

Θα γίνει νέα δοκιμή το 2024

Ο Dr. Courtine τόνισε ότι ενδέχεται να μην είναι αυτοί οι νευρώνες οι μόνοι που παίζουν ρόλο στην αποκατάσταση. Μπορεί να υπάρχουν κι άλλοι, εξίσου σημαντικοί.

Αυτό, όμως, ήταν το πρώτο βήμα για να απαντηθούν πολλά ερωτήματα που σχετίζονται με την τεχνική Εpidural Εlectrical Stimulation και το πόσο μπορεί να βοηθήσει ανθρώπους με κινητική παράλυση, από τραυματισμό.

Το επόμενο βήμα στην έρευνα είναι να χρησιμοποιηθεί ο μοριακός χάρτης που δημιουργήθηκε, για να αναγνωριστούν τα νεύρα που είναι υπεύθυνα για τη λειτουργία του περπατήματος, του ελέγχου της ουροδόχου κύστης και του εντέρου, και της σεξουαλικής λειτουργίας.

Στην Ολλανδία υπάρχει ήδη μια startup (ONWARD) που είναι έτοιμη για την εμπορευματοποίηση αυτής της τεχνολογίας. Σύντομα θα αρχίσει να επιλέγει μετέχοντες (θα είναι 80) για μια νέα δοκιμή που θα γίνει στις ΗΠΑ το 2024.