Ein kleiner Schritt für einen Menschen, aber ein großer Schritt für die Forschung zu spinaler Muskelatrophie: Wie Elektrostimulation die Beweglichkeit verbessern kann, lest ihr hier.
Erste Ergebnisse einer klinischen Pilotstudie mit drei Freiwilligen mit spinaler Muskelatrophie (SMA) zeigen, dass ein Monat regelmäßiger Neurostimulationssitzungen die Motoneuronenfunktion verbesserte, die Müdigkeit verringerte und die Kraft und das Gehen bei allen Teilnehmern verbesserte, unabhängig von der Schwere ihrer Symptome. Die Studie ist die erste, die zeigt, dass eine Neurotechnologie entwickelt werden kann, um die Degeneration neuronaler Schaltkreise umzukehren und die Zellfunktion bei einer neurodegenerativen Erkrankung zu retten.
Studien zeigen, dass Bewegungsdefizite bei SMA vor dem weit verbreiteten Motoneuronensterben auftreten, was darauf hindeutet, dass eine zugrunde liegende Funktionsstörung im Rückenmarksnervenkreislauf zum Ausbruch der Krankheit und zur Entwicklung von Symptomen beitragen kann. Laut früheren Forschungen an Tiermodellen für SMA von Studienmitautor George Mentis an der Columbia University erhalten überlebende Motoneuronen weniger Stimulationsinputs von sensorischen Nerven. Ein Ausgleich dieses Defizits im neuronalen Feedback könnte daher die Kommunikation zwischen dem Nervensystem und den Muskeln verbessern, die Muskelbewegung unterstützen und den Muskelschwund bekämpfen.
Die Forscher der Pittsburgh University stellten die Hypothese auf, dass eine gezielte epidurale Elektrostimulationstherapie eingesetzt werden könnte, um die verlorene Nervenzellfunktion wiederherzustellen, indem die sensorischen Eingaben an die Motoneuronen verstärkt und die degenerierten neuronalen Schaltkreise aktiviert werden. Diese zellulären Veränderungen könnten wiederum zu funktionellen Verbesserungen der Bewegungsfähigkeit führen. Die Studie wurde im Rahmen einer klinischen Pilotstudie durchgeführt, an der drei Erwachsene mit milderen Formen von SMA (Typ 3 oder 4 SMA) teilnahmen.
Während eines Studienzeitraums von 29 Tagen wurden den Teilnehmern zwei Elektroden für die Rückenmarkstimulation (SCS) implantiert, die im unteren Rückenbereich auf jeder Seite des Rückenmarks platziert wurden und die Stimulation ausschließlich auf sensorische Nervenwurzeln richteten. Die Testsitzungen dauerten jeweils vier Stunden und wurden fünfmal pro Woche für insgesamt 19 Sitzungen durchgeführt, bis das Stimulationsgerät explantiert wurde. Nachdem bestätigt wurde, dass die Stimulation wie vorgesehen funktionierte und die spinalen Motoneuronen aktivierte, führten die Forscher eine Reihe von Tests durch, um die Muskelkraft und -ermüdung, Veränderungen des Gangs, des Bewegungsumfangs und der Gehstrecke sowie die Motoneuronenfunktion zu messen.
„Da es sich bei SMA um eine fortschreitende Krankheit handelt, erwarten die Patienten keine Besserung im Laufe der Zeit. Aber das haben wir in unserer Studie nicht gesehen. Während der vierwöchigen Behandlung verbesserten sich bei unseren Studienteilnehmern mehrere klinische Ergebnisse, und sie konnten ihren Alltag besser bewältigen. Gegen Ende der Studie berichtete beispielsweise ein Patient, dass er in der Lage war, von zu Hause zum Labor zu gehen, ohne dabei müde zu werden“, sagt die Mitautorin Elvira Pirondini.
Alle Teilnehmer steigerten ihre Leistung im 6-Minuten-Gehtest – ein Maß für die Muskelausdauer und -ermüdung – um mindestens 20 Meter, verglichen mit einer durchschnittlichen Verbesserung von 1,4 Metern über drei Monate bei einem vergleichbaren Trainingsprogramm ohne Unterstützung durch SCS und einer mittleren Steigerung von 20 Metern nach 15 Monaten einer SMA-spezifischen neuroprotektiven pharmakologischen Therapie. Diese funktionellen Verbesserungen spiegelten sich in einer verbesserten neuronalen Funktion wider, einschließlich einer Steigerung der Fähigkeit der Motoneuronen, elektrische Impulse zu erzeugen und diese an die Muskeln zu übertragen.
„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass dieser Neurostimulationsansatz auch bei anderen neurodegenerativen Erkrankungen wie amyotrophe Lateralsklerose oder der Huntington-Krankheit eingesetzt werden könnte, sofern im Rahmen zukünftiger Forschung geeignete Zellziele identifiziert werden“, so der Mitautor Robert Friedlander, Lehrstuhlinhaber für Neurochirurgie an der Pittsburgh University.
Dieser Artikel basiert auf einer Pressemitteilung der University of Pittsburgh. Die Originalpublikation haben wir euch hier und im Text verlinkt.
Bildquelle: NOAA, Unsplash
