Parkinsonova bolezen je huda nevrodegenerativna bolezen, ki prizadene vse več posameznikov. Zdravila, ki bi pozdravil bolezen (še) ne poznamo. Posledično se vse več raziskovalcev ukvarja z vprašanjem, kako potek bolezni zajeziti in izboljšati kakovost življenja bolnikov.
Študije, ki jih je izvedla Univerza Kalifornije v San Franciscu (UCSF), nakazujejo, da ima personalizirana in samonastavljiva nevromodulacija velik potencial za izboljšanje motoričnih funkcij in kakovosti spanja. Dve novi raziskavi UCSF razkrivata pot do celodnevne personalizirane oskrbe bolnikov s Parkinsonovo boleznijo. Raziskave preučujejo uporabo vsadka, ki lahko podnevi pomaga pri obvladovanju gibalnih težav in ponoči pri nespečnosti.
Adaptivna globoka možganska stimulacija: Inovativna terapija
Inovativni pristop, imenovan adaptivna globoka možganska stimulacija (aDBS), uporablja tehnike, razvite iz umetne inteligence, da spremlja možgansko aktivnost bolnikov in prepoznava spremembe v simptomih. Ko aDBS te spremembe zazna, posreduje z natančno določenimi električnimi impulzi. Ta metoda dopolnjuje zdravila, ki jih bolniki s Parkinsonovo boleznijo jemljejo za obvladovanje simptomov, saj zagotavlja manj stimulacije, ko so zdravila učinkovita (da prepreči prekomerne gibe), in več stimulacije, ko učinek zdravil popusti (da prepreči okorelost).
To je prvič, da je tako imenovana »zaprta zanka« tehnologija možganskega vsadka pokazala učinkovitost pri bolnikih s Parkinsonovo boleznijo med vsakodnevnimi dejavnostmi. Naprava uporablja možganske signale za ustvarjanje neprekinjenega mehanizma povratnih informacij, ki lahko zmanjša simptome, ko se pojavijo. Poleg tega lahko uporabniki z majhno prenosno napravo preklopijo iz adaptivnega načina ali popolnoma izklopijo zdravljenje.
V prvi študiji so raziskovalci izvedli klinično preizkušnjo na štirih udeležencih, da bi ocenili učinkovitost aDBS podnevi, in jo primerjali s starejšo tehnologijo možganskega vsadka, znano kot konstantna DBS (cDBS). Da bi zagotovili največje olajšanje simptomov, so raziskovalci udeležence prosili, da opredelijo svoj najbolj moteč simptom. Rezultati so pokazali, da je nova tehnologija zmanjšala te simptome za 50 %. Rezultati so bili objavljeni 19. avgusta v reviji Nature Medicine.
»To je prihodnost globoke možganske stimulacije za Parkinsonovo bolezen,« je dejal dr. Philip Starr, profesor nevrološke kirurgije Dolores Cakebread, so-direktor UCSF klinike za gibalne motnje in nevromodulacijo ter eden od glavnih avtorjev študije.
Dolgotrajne priprave na inovativno terapijo
Dr. Starr že več kot desetletje postavlja temelje za razvoj te napredne tehnologije. Leta 2013 je razvil način za zaznavanje in zapisovanje nenormalnih možganskih ritmov, povezanih s Parkinsonovo boleznijo. Leta 2021 je njegova ekipa uspela identificirati specifične vzorce v teh možganskih ritmih, ki so povezani z motoričnimi simptomi.
»Veliko zanimanja je bilo za izboljšanje DBS terapije z njenim prilagajanjem in samoregulacijo, vendar so bila šele pred kratkim na voljo prava orodja in metode, ki omogočajo ljudem, da to uporabljajo dolgoročno doma,« je dodal Starr.
Na začetku leta 2024 so raziskovalci UCSF pod vodstvom Simona Littla, v reviji Nature Communications pokazali, da ima adaptivna DBS potencial za lajšanje nespečnosti, ki pogosto prizadene bolnike s Parkinsonovo boleznijo.
»Velik premik, ki smo ga naredili z adaptivno DBS, je ta, da smo sposobni v realnem času zaznati, kje se bolnik nahaja na spektru simptomov, in to uskladiti z natančno količino stimulacije, ki jo potrebuje,« je dejal Little, izredni profesor nevrologije in soavtor obeh študij. Tako Little kot Starr sta člana Inštituta za nevroznanosti Weill na UCSF.
Prilagajanje zdravljenja spreminjajočim se potrebam
Parkinsonova bolezen prizadene približno 10 milijonov ljudi po vsem svetu. Bolezen se razvije zaradi izgube nevronov, ki proizvajajo dopamin v globokih delih možganov, odgovornih za nadzor gibanja. Pomanjkanje teh celic lahko povzroči tudi simptome, ki vplivajo na razpoloženje, motivacijo in spanje.
Začetno zdravljenje običajno vključuje levodopo, zdravilo, ki nadomešča dopamin, ki ga prizadeti nevroni ne morejo več proizvajati. Vendar pa lahko prekomerna količina dopamina v možganih, ko zdravilo začne delovati, povzroči nenadzorovane gibe, imenovane diskinezija. Ko učinek zdravila popusti, se spet pojavijo simptomi, kot so tresenje in togost.
Nekateri bolniki se odločijo za implantacijo standardne naprave cDBS, ki zagotavlja stalno raven električne stimulacije. Konstantna DBS lahko zmanjša količino potrebnih zdravil in delno zmanjša nihanja simptomov. Vendar pa lahko naprava povzroči prekomerno ali premalo kompenzacijo, kar vodi do nihanja simptomov čez dan.
Razvoj prilagodljivega sistema
Za razvoj DBS sistema, ki se lahko prilagodi spreminjajočim se ravnem dopamina pri posamezniku, sta morala Starr in Little ustvariti DBS, ki bi lahko prepoznal možganske signale, povezane z različnimi simptomi.
Predhodne raziskave so identificirale vzorce možganske aktivnosti, povezane s temi simptomi, v subthalamicus jedru (STN), globokem delu možganov, ki koordinira gibanje. To je isto območje, ki ga stimulira cDBS, in Starr je domneval, da bi stimulacija lahko zadušila signale, ki jih je treba zaznati. Da bi to težavo rešili, so našli alternativne signale v motorični skorji, drugem delu možganov, kjer stimulacija DBS ne bi oslabila signalov.
Naslednji izziv je bil razviti sistem, ki bi lahko uporabljal te dinamične signale za nadzor DBS v vsakodnevnem okolju, zunaj laboratorija. Na podlagi izsledkov iz študij adaptivne DBS, ki jih je Little izvedel na Univerzi v Oxfordu pred desetletjem, je ekipa skupaj s Starrom razvila pristop za zaznavanje zelo spremenljivih signalov pri različnih ravneh zdravljenja in stimulacije.
V večmesečnem obdobju so raziskovalci ustvarili podatkovno analitično orodje, ki je omogočilo razvoj personaliziranih algoritmov za zapisovanje, analizo in odzivanje na edinstveno možgansko aktivnost, povezano z vsakim bolnikovim simptomatskim stanjem.
Izboljšanje nočnega spanca in druge možnosti
Konstantna DBS je bila prvotno zasnovana za ublažitev dnevnih gibalnih simptomov in običajno ne olajša nespečnosti. Vendar se je v zadnjem desetletju vse bolj priznavalo, kako močno lahko nespečnost, motnje razpoloženja in težave s spominom vplivajo na bolnike s Parkinsonovo boleznijo.
Da bi zapolnili to vrzel, je Little izvedel ločeno študijo, v kateri so sodelovali štirje bolniki s Parkinsonovo boleznijo in en bolnik z distonijo, sorodno motnjo gibanja. V svojem članku, je Fahim Anjum, raziskovalec na Oddelku za nevrologijo na UCSF, pokazal, da lahko naprava prepozna možgansko aktivnost, povezano z različnimi stanji spanja. Prav tako je pokazal, da lahko prepozna druge vzorce, ki kažejo, da se oseba verjetno prebudi sredi noči. Raziskovalna ekipa je tako začela testirati nove algoritme, ki bi pomagali izboljšati kakovost spanja. S tem upajo, da bodo bolnikom lahko pomagali do boljšega spanja in to izboljšanja simptomatike.
Znanstveniki trenutno razvijajo podobne zaprto-zančne DBS tretmaje za različne nevrološke motnje.
»Vidimo, da ima to globok vpliv na bolnike, s potencialom ne le pri Parkinsonovi bolezni, ampak verjetno tudi pri psihiatričnih stanjih, kot sta depresija in obsesivno-kompulzivna motnja,« je dejal Starr. »Smo na začetku nove dobe terapij z nevrostimulacijo.«
Novinar
