Gli scienziati dell’EPFL di Losanna e del CHUV (Centro ospedaliero universitario del Vaud), guidati dal professor Grégoire Courtine e dalla professoressa Jocelyne Bloch, hanno raggiunto un traguardo importante nel trattamento delle lesioni del midollo spinale.
Applicando la stimolazione cerebrale profonda (DBS) a una regione del cervello poco nota per essere coinvolta nel cammino, l’ipotalamo laterale (HL), il team ha migliorato il recupero dei movimenti degli arti inferiori in due persone con lesioni parziali del midollo spinale, migliorando notevolmente la loro autonomia. e benessere.
Wolfgang Jäger, 54 anni, di Kappel, Austria, è costretto su una sedia a rotelle dal 2006, dopo che un incidente sugli sci gli ha provocato una lesione al midollo spinale. Partecipando alla sperimentazione clinica, ha constatato in prima persona che la stimolazione cerebrale profonda potrebbe ripristinare la sua mobilità e indipendenza. “L’anno scorso, in vacanza, ho potuto scendere alcuni gradini e tornare in mare utilizzando la stimolazione”, ha raccontato Jäger, descrivendo la libertà trovata attraverso la stimolazione cerebrale profonda. Oltre a camminare, questa terapia ha anche migliorato le attività quotidiane. “Posso raggiungere anche gli oggetti negli armadietti della cucina”, ha aggiunto.
La DBS è una tecnica neurochirurgica consolidata che prevede l’impianto di elettrodi in regioni specifiche del cervello per modulare l’attività neuronale. Tradizionalmente, la DBS veniva utilizzata principalmente per trattare i disturbi del movimento come il morbo di Parkinson o il tremore essenziale, prendendo di mira le aree del cervello responsabili del controllo motorio. Tuttavia, l’applicazione della DBS all’ipotalamo laterale per trattare la paralisi parziale è un approccio nuovo. Concentrandosi su HL, gli scienziati di Neurostore hanno sfruttato un percorso neurale inaspettato e precedentemente inesplorato per il recupero motorio.
Lo studio pubblicato su Nature Medicine hanno rivelato che la DBS ha prodotto non solo risultati immediati nel miglioramento della deambulazione durante la riabilitazione, ma anche miglioramenti a lungo termine che persistevano anche quando la stimolazione veniva interrotta. Questi risultati suggeriscono che il trattamento ha promosso una riorganizzazione delle fibre nervose residue che contribuisce a miglioramenti neurologici duraturi.
“Questa ricerca dimostra che il cervello svolge un ruolo chiave nel processo di recupero dalla paralisi. Sorprendentemente non è in grado di sfruttare appieno le proiezioni neuronali, che sopravvivono dopo la lesione del midollo spinale. “Qui abbiamo scoperto come sfruttare una piccola regione del cervello, precedentemente sconosciuta per il suo ruolo nella produzione dell’andatura, per attivare queste connessioni residue e migliorare il recupero neurologico nelle persone con lesioni del midollo spinale, spiega Grégoire Courtine, professore di Neuroscienze EPFL, CHUV e UNIL e co-direttore del centro Neurostore.
Neuroscienze fondamentali combinate con precisione neurochirurgica
Il successo di questa terapia SCP si basa su due approcci complementari: le scoperte rese possibili da nuove metodologie negli studi sugli animali e la traduzione di queste scoperte in precise tecniche chirurgiche negli esseri umani. Per l’intervento chirurgico, gli scienziati hanno utilizzato scansioni cerebrali dettagliate per posizionare con precisione piccoli elettrodi nel cervello. Questa procedura è stata eseguita dal neurochirurgo Jocelyne Bloch, professoressa al CHUV, all’UNIL e all’EPFL e co-direttrice del centro .Neurorestore, con il paziente completamente sveglio.
“Una volta posizionato l’elettrodo ed eseguita la stimolazione, il primo paziente ha immediatamente detto: ‘Posso sentire le mie gambe.’ Quando abbiamo aumentato la stimolazione, ha detto: “Voglio camminare”. Questo feedback in tempo reale ha confermato che avevamo preso di mira la regione corretta, sebbene non sia mai stata associata al controllo delle gambe negli esseri umani. In quel momento ho capito che stavamo assistendo a un’importante scoperta nell’organizzazione anatomica delle funzioni cerebrali”, afferma Jocelyne Bloch.
Il ruolo dell’ipotalamo laterale nel recupero dell’andatura
L’identificazione dell’ipotalamo laterale come attore chiave nel recupero motorio dopo la paralisi è di per sé un’importante scoperta scientifica, dato che questa regione è tradizionalmente associata solo a funzioni come l’eccitazione e l’alimentazione. Questo progresso è il risultato di un’innovativa metodologia multi-fase, iniziata con la mappatura anatomica e funzionale dell’intero cervello per stabilire il ruolo di questa regione nel camminare, seguita da esperimenti su modelli preclinici per identificare i circuiti precisi coinvolti nel recupero. Infine, questi risultati hanno portato a studi clinici su partecipanti umani.
“È stato attraverso una ricerca fondamentale, inclusa la creazione di mappe dettagliate dell’attività cerebrale, che siamo stati in grado di identificare l’ipotalamo laterale nel recupero dell’andatura. Senza questo lavoro fondamentale, non avremmo scoperto il ruolo inaspettato che questa regione svolge nel processo di recupero della deambulazione”, spiega Jordan Squair, uno degli autori principali dello studio.
La piattaforma di imaging avanzata del Wyss Center ha svolto un ruolo fondamentale in questa ricerca fornendo funzionalità di imaging ad alta risoluzione. Ciò ha permesso al team di mappare l’attività anatomica e funzionale dei neuroni in tutto il cervello, consentendo l’identificazione dell’ipotalamo laterale.
Combinazione di DBS con impianti di midollo spinale per migliorare il recupero
Questi notevoli risultati aprono la strada a nuove applicazioni terapeutiche per migliorare il recupero dopo una lesione del midollo spinale. La ricerca futura si concentrerà sull’integrazione della DBS con altre tecnologie, come gli impianti del midollo spinale, che hanno già dimostrato il potenziale nel ripristinare il movimento dopo una lesione del midollo spinale. “L’integrazione dei nostri due approcci – stimolazione cerebrale e spinale – offrirà una strategia di recupero più completa per i pazienti affetti da lesioni del midollo spinale”, afferma Grégoire Courtine.
Info: https://www.nature.com/articles/s41591-024-03306-x