Autor: Amy Norton
Reporter zum Gesundheitstag
MITTWOCH, 9. November 2022 (HealthDay News) – In einem Fortschritt bei der Behandlung von Rückenmarksverletzungen haben Wissenschaftler Nervenzellen lokalisiert, die der Schlüssel dazu sind, Menschen mit Lähmungen wieder zu gehen.
Die Ergebnisse stammen zum Teil von neun Patienten, die an einer laufenden Schweizer Studie beteiligt sind, die versucht, Menschen mit Lähmungen die Bewegung zurückzugeben.
Alle neun konnten mit Hilfe von Implantaten, die die Spinalnerven, die die Bewegung des Unterkörpers steuern, elektrisch stimulieren, schnell wieder stehen und gehen.
Jetzt berichten Forscher, dass sie eine bestimmte Gruppe von Zellen in der unteren Wirbelsäule identifiziert haben, die für die Wiederherstellung der Bewegung unerlässlich zu sein scheinen.
Experten hoffen, dass die Entdeckung dazu beitragen wird, die elektrische Stimulationstherapie zu verbessern – und schließlich dazu beitragen wird, noch ausgefeiltere Wege zu entwickeln, um Menschen mit Lähmungen komplexe Bewegungen zurückzugeben.
Allein in den Vereinigten Staaten leben nach Angaben der American Association of Neurological Surgeons bis zu 450.000 Menschen mit einer Rückenmarksverletzung. Etwas mehr als die Hälfte dieser Verletzungen betrifft Personen unter 30 Jahren, von denen die meisten Männer sind – oft aufgrund von Verkehrsunfällen oder Gewalt.
Eine Rückenmarksverletzung unterbricht im Wesentlichen die Kommunikation zwischen dem Gehirn und den Spinalnerven, die sich unterhalb der Verletzungsebene befinden.
Aber diese Nervenzellen sind nutzlos – nur offline. Und seit Jahren untersuchen Forscher die epidurale elektrische Stimulation (EES) als eine Möglichkeit, diese Neuronen zum Feuern zu bringen und bei Menschen mit Lähmungen ein gewisses Maß an Bewegung wiederherzustellen.
EES beinhaltet die Implantation von Elektroden, die elektrische Ströme an Neuronen im Rückenmark liefern. Die Elektroden sind mit einem im Bauch implantierten Impulsgenerator verbunden.
EES wird seit 50 Jahren zur Schmerzbehandlung eingesetzt, sagte Eiman Azim, ein Forscher am Salk Institute in La Jolla, Kalifornien, der die Mechanismen untersucht, die der menschlichen Bewegung zugrunde liegen.
Dabei stellten die Forscher fest, dass EES auch die Bewegung beeinflusst. In den letzten zehn Jahren haben verschiedene Forschungsteams EES zusammen mit intensiver körperlicher Rehabilitation eingesetzt, um einer kleinen Anzahl gelähmter Patienten dabei zu helfen, ein gewisses Maß an Steh- und Gehfähigkeit wiederzuerlangen.
Das Schweizer Team, so Azim, habe in den letzten Jahren “große Fortschritte” bei der Weiterentwicklung des Ansatzes gemacht.
So haben sie beispielsweise Elektroden entwickelt, die genau auf die „dorsalen Wurzel“-Regionen des Rückenmarks abzielen, die die Bein- und Rumpfbewegung steuern. Sie haben auch eine ausgeklügelte Technologie integriert, die die Nerven in einem Muster stimuliert, das die Art und Weise, wie das Gehirn arbeiten würde, besser nachahmt.
Das Team der Eidgenössischen Technischen Hochschule und der Universität Lausanne berichtete Anfang dieses Jahres über ihre drei neuesten Patienten. Die Patienten, alle Männer im Alter zwischen 29 und 41 Jahren, erlitten Rückenmarksverletzungen, die dazu führten, dass sie kein Gefühl oder keine Bewegung in ihren Beinen mehr hatten.
Alle wurden 2020 operiert, um EES-Hardware zu implantieren. Die Implantate wurden mit einer Software gekoppelt, die es Patienten und Physiotherapeuten ermöglicht, halbautomatische Stimulationsprogramme einzurichten, die unterschiedliche Bewegungen ermöglichen. Über ein Tablet und kleine Fernbedienungen, die drahtlos mit dem Pulsgenerator kommunizieren, kann der Mensch diese Programme selbst steuern.
Diese drei Patienten konnten unmittelbar nach der Genesung von der Operation mit Unterstützung stehen und gehen.
Dabei entdeckte das Schweizer Team etwas besonders Interessantes: Einige ihrer neun Patienten konnten sogar gehen, wenn die elektrische Stimulation ausgeschaltet war – was laut Azim auf eine „Reorganisation“ der am Gehen beteiligten Neuronen hindeutet.
Um tiefer zu graben, wandten sich die Forscher Labormäusen zu, um viele der Hauptmerkmale von EES bei Menschen mit Rückenmarksverletzungen zu simulieren. Sie waren in der Lage, auf eine Gruppe von Neuronen – Vsx2-Neuronen genannt – abzuzielen, die für die Wiederherstellung des Gehens mit EES „wesentlich“ zu sein scheinen.
Das „Stummschalten“ von Neuronen verhinderte, dass Labormäuse ihre Gehfähigkeit mit EES wiedererlangten; Die Aktivierung der Neuronen stellte ihre Bewegung wieder her.
“Diese Studie fragte, was im Rückenmark während der Stimulation passiert?” Sagte Azim. „Das ist eine große Blackbox.
DR. Greg Nemunaitis, Direktor der Rehabilitation von Rückenmarksverletzungen an der Cleveland Clinic in Ohio, bezeichnete die wiedererlangte Funktion bei den neun Patienten als „fantastisch“.
Er sagte auch, die Entdeckung von „Neuronen, die die Erneuerung organisieren“ bei Mäusen sei „ein erster Schritt zum Verständnis und zur Verbesserung der Funktion beim Menschen, bis ein ‚Heilmittel‘ gefunden ist“.
Kurzfristig könnten Erkenntnisse zu diesen Schlüsselneuronen dazu beitragen, das EES weiter zu verfeinern, sagte Azim.
Mit Blick auf die Zukunft, sagt er, könnte ein besseres Verständnis dafür, wie das EES die Bewegungsregeneration unterstützt, zur Entwicklung noch ausgefeilterer Behandlungen beitragen. Die Technologien schreiten bis zu einem Punkt voran, an dem es möglicherweise möglich sein könnte, sicher auf das Rückenmark zuzugreifen und beschädigte Schaltkreise “wieder aufzubauen”, bemerkte Azim.
„Das ist kein Traum“, sagte er.
Die Ergebnisse wurden online am 9. November in der Zeitschrift veröffentlicht Natur.
Mehr Informationen
Das US National Institute of Neurological Disorders and Stroke hat einen Überblick über Rückenmarksverletzungen.
QUELLEN: Eiman Azim, PhD, außerordentlicher Professor, Salk Institute for Biological Studies, La Jolla, Kalifornien; Greg Nemunaitis, MD, Direktor der Rehabilitation von Rückenmarksverletzungen, Cleveland Clinic, und Professor, Case Western Reserve University School of Medicine, Cleveland, Ohio; Natur, 9.11.2022, online