La estimulación eléctrica de la médula espinal restaura la función neuronal en el ensayo clínico

Una nueva intervención sin drogas y mínimamente invasiva se dirige a la causa raíz de la pérdida progresiva de la función neuronal en la atrofia del músculo espinal (SMA), una enfermedad neuromuscular heredada. Una intervención, que implica la estimulación eléctrica de los nervios espinales sensoriales, puede despertar gradualmente las neuronas motoras funcionalmente silenciosas en la médula espinal y mejorar la fuerza del músculo de la pierna y caminar en adultos con SMA.

Los hallazgos fueron reportado por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh en Medicina de la naturaleza.

Los primeros resultados de un ensayo clínico piloto en tres voluntarios humanos con SMA muestran que un mes de sesiones de neuroestimulación regulares mejoró la función de la motoneuron, la fatiga reducida y la fuerza mejorada y la caminata en todos los participantes, independientemente de la gravedad de sus síntomas.

El estudio es el primero en mostrar que una neurotecnología puede ser diseñada para revertir la degeneración de los circuitos neuronales y la función de las células de rescate en una enfermedad neurodegenerativa humana.

«Para contrarrestar la neurodegeneración, necesitamos dos cosas: la muerte de las neuronas y la función de restauración de las neuronas sobrevivientes», dijo el autor co-correspondiente Marco Cabogrosso, Ph.D., profesor asistente de neurocirugía en Pitt.

«En este estudio propusimos un enfoque para tratar la causa raíz de la disfunción neuronal, complementando los tratamientos neuroprotectores existentes con un nuevo enfoque que revierte la disfunción de las células nerviosas».

La SMA es una enfermedad neurodegenerativa genética que se manifiesta en la muerte progresiva y el declive funcional de las neuronas motoras, las células ganadoras que controlan el movimiento al transmitir señales desde el cerebro y la médula espinal a los músculos.

Con el tiempo, la pérdida de neuronas motoras causa debilidad muscular gradual y conduce a una variedad de déficit motores, incluidos, para los participantes en esta prueba, dificultad para caminar, subir escaleras y ponerse de pie de las sillas.

Si bien no hay cura para la SMA, varios tratamientos neuroprotectores prometedores han estado disponibles en la última década. Estos incluyen terapias y medicamentos de reemplazo de genes, los cuales estimulan la producción de proteínas que soportan motoneuron que evitan la muerte neuronal y que se desaceleran, aunque no reverten, la progresión de la enfermedad.

Los estudios muestran que los déficits de movimiento en SMA surgen antes de la muerte generalizada de la motoneuron, lo que sugiere que la disfunción subyacente en los circuitos del nervio espinal puede contribuir al inicio de la enfermedad y al desarrollo de síntomas.

Según investigaciones anteriores sobre modelos animales de SMA por el coautor del estudio George Mentis, Ph.D., en la Universidad de Columbia, las neuronas motoras sobrevivientes reciben menos aportes de estimulación de los nervios sensoriales, fibras que devuelven la información de la piel y los músculos de regreso al centro de sistema nervioso.

La compensación de este déficit en la retroalimentación neural podría, por lo tanto, mejorar la comunicación entre el sistema nervioso y los músculos, ayudar al movimiento muscular y combatir el desgaste muscular.

Los investigadores de PITT plantearon la hipótesis de que una terapia de estimulación eléctrica epidural dirigida podría usarse para rescatar la función de las células nerviosas perdidas amplificando las entradas sensoriales a las neuronas motoras e involucrar a los circuitos neuronales degenerados. Estos cambios celulares podrían, a su vez, traducirse en mejoras funcionales en la capacidad de movimiento.

El estudio PITT se realizó como parte de un ensayo clínico piloto que inscribió a tres adultos con formas más leves de SMA (SMA tipo 3 o 4).

Durante un período de estudio de 29 días, los participantes fueron implantados con dos electrodos de estimulación de la médula espinal (SC) que se colocaron en la región de la parte baja de la espalda a cada lado de la médula espinal, dirigiendo la estimulación exclusivamente a las raíces nerviosas sensoriales. Las sesiones de prueba duraron cuatro horas cada una y se realizaron cinco veces por semana durante un total de 19 sesiones, hasta que se explantó el dispositivo de estimulación.

Después de confirmar que la estimulación funcionó como neuronas motoras espinales previstas y comprometidas, los investigadores realizaron una batería de pruebas para medir la fuerza muscular y la fatiga, los cambios en la marcha, el rango de movimiento y la distancia a pie, así como la función de la motoneuron.

«Debido a que la SMA es una enfermedad progresiva, los pacientes no esperan mejorar a medida que pasa el tiempo. Pero eso no es lo que vimos en nuestro estudio. Durante las cuatro semanas de tratamiento, los participantes de nuestro estudio mejoraron en varios resultados clínicos con mejoras en las actividades de la vida diaria. y rehabilitación en Pitt.

Todos los participantes aumentaron su puntaje de «prueba de caminata de 6 minutos», una medida de resistencia muscular y fatiga, al menos 20 metros, en comparación con una mejora media de 1,4 metros durante tres meses de régimen de ejercicio comparable sin ayuda y un aumento promedio de 20 metros después de 15 meses de terapia farmacológica neuroprotectora específica de SMA.

Estas ganancias funcionales fueron reflejadas por una función neural mejorada, incluido un impulso en la capacidad de las motoneuronas para generar impulsos eléctricos y transmitirlos a los músculos.

«Nuestros resultados sugieren que este enfoque de neuroestimulación podría aplicarse ampliamente para tratar otras enfermedades neurodegenerativas más allá de la SMA, como la enfermedad de ELA o Huntington, siempre que se identifiquen los objetivos celulares apropiados en el curso de futuras investigaciones», dijo el autor co-acordante Robert Friedlanderler , MD, Presidente de Neurocirugía en Pitt y codirector del Instituto Neurológico de UPMC.

«Esperamos continuar trabajando con pacientes con SMA y lanzar otro ensayo clínico para probar la eficacia a largo plazo y la seguridad de la estimulación de la médula espinal eléctrica».