Эпидуральная стимуляция спинного мозга временно восстановила работу мотонейронов при СМА

Спинальная мышечная атрофия (СМА) — наследственное нейродегенеративное заболевание, которое сопровождается прогрессирующей гибелью мотонейронов, что приводит к двигательным нарушениям и ранней смерти. Существующие методы терапии нацелены на сохранение жизнеспособных нейронов, однако часто этого оказывается недостаточно, чтобы избавиться от всех симптомов заболевания. Даже на фоне лечения у пациентов сохраняются мышечная слабость и утомляемость.

Помимо гибели нейронов проблему также представляет снижение их функциональности и способности участвовать в передаче нервных импульсов. Поэтому ученые из США решили в первую очередь заняться сохранением функции нейронных цепей. В исследовании, опубликованном в Nature Medicine, эпидуральная стимуляция спинного мозга улучшила функцию моторных нейронов, тем самым увеличив силу, выносливость и качество походки у трех взрослых людей со СМА 3-го типа.

Более ранние доклинические исследования на мышиных моделях СМА показали, что выжившие моторные нейроны получают меньше стимулирующих импульсов от первичных сенсорных нервов, которые передают информацию от рецепторов кожи и мышц обратно в центральную нервную систему. Согласно предварительным данным биофизического моделирования, компенсировать сниженное число входящих сигналов и улучшить работу мотонейронов можно с помощью электрической стимуляции спинного мозга.

В пилотном клиническом исследовании трем мужчинам 22, 30 и 55 лет с диагностированной СМА и слабостью нижних конечностей временно имплантировали электроды над задними корешками спинного мозга в поясничном отделе, которые иннервируют мышцы ног. В течение 29 дней участники прошли в общей сложности 19 сеансов эпидуральной электростимуляции, которые длились по четыре часа каждый и проводились пять раз в неделю. Затем электроды извлекали по соображениям безопасности.

Проведенные функциональные тесты показали, что имплант не стимулировал моторные нейроны напрямую, однако его применение улучшило мышечную силу, обеспечив прибавку до 180% в случае мышц-сгибателей бедра. У участников улучшилось качество и скорость ходьбы, в том числе увеличилась длина шага — в среднем на 40%. Один из участников, который до вживления стимулирующего импланта не мог согнуть колено, полностью сгибал его после эпидуральной стимуляции. В тесте на 6-минутную ходьбу испытуемые улучшили показатели в среднем на 26 м — участники смогли пройти на 32, 20 и 24 метров дальше, соответственно, — в то время как показатели добровольцев из контрольной группы улучшились только на 8 метров. Один из участников почувствовал себя настолько хорошо, что смог проходить расстояние от своего дома до лаборатории, не испытывая усталости, как это было ранее.

Ученые подтвердили, что эти положительные изменения были связаны с улучшением функции моторных нейронов, которые стали более активными и чувствительными к нервным импульсам. Авторы отмечают, что достигнутые результаты вовсе не предел и ограничены лишь выбранным фиксированным и достаточно коротким временем проведения терапии. Это также не позволило оценить потенциальные негативные побочные эффекты более длительной эпидуральной стимуляции, которые, впрочем, в условиях настоящего исследования отсутствовали. При прекращении стимуляции функция моторных нейронов вновь снижалась (значимое уменьшение детектировалось уже через 6 недель после отмены), что говорит о необходимости применения такой поддерживающей терапии на регулярной основе не менее 2 часов в день.

Авторы считают, что эпидуральная стимуляция может стать надежным вспомогательным методом лечения СМА в дополнение к существующей терапии, замедляя прогрессирование заболевания за счет сохранения не только жизнеспособности, но и функциональности моторных нейронов. Ученые также надеются, что в будущем подход нейростимуляции найдет применение в лечении и других нейродегенеративных заболеваний, таких как боковой амиотрофический склероз или болезнь Хантингтона.

Разработан интерфейс для протезов ног, восстанавливающий естественную походку