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Terapia elettrica più sicura per il Parkinson
Fornire stimolazione elettrica al midollo spinale attraverso minuscoli elettrodi di platino potrebbe alleviare i gravi deficit motori del morbo di Parkinson con la stessa efficacia di una procedura molto più intrusiva attualmente in uso clinico, secondo un nuovo studio sui roditori. Se i risultati saranno confermati negli esseri umani, affermano gli scienziati, la procedura potrebbe migliorare notevolmente il trattamento della malattia rendendo le terapie elettriche più sicure e più ampiamente disponibili.
Stimolare il cervello: L'attività neurale nel cervello di un ratto parkinsoniano prima (in alto) e dopo (in basso) la stimolazione elettrica viene applicata al suo midollo spinale. Lo stimolo ha suscitato un flusso di risposte neurali eccitatorie (rosso) e inibitorie (blu).
Il Parkinson è una malattia neurodegenerativa che si sviluppa quando le cellule cerebrali che producono, espellono e riassorbono un neurotrasmettitore chiamato dopamina iniziano misteriosamente a morire. I pazienti inizialmente sviluppano tremori muscolari; nelle fasi successive della malattia, i loro arti si irrigidiscono e i loro movimenti rallentano fino a un doloroso gattonare. La malattia può essere curata sostituendo la dopamina con un farmaco chiamato levodopa o L-dopa, ma il farmaco perde la sua efficacia nel tempo. Quando i farmaci falliscono, i pazienti spesso si rivolgono a un trattamento chirurgico invasivo chiamato stimolazione cerebrale profonda, che utilizza un pacemaker elettrico per inviare impulsi ad aree molto specifiche del cervello. Migliaia di malati di Parkinson hanno ricevuto gli impianti cerebrali fino ad oggi.
I ricercatori della Duke University hanno avuto l'idea di stimolare il midollo spinale come possibile trattamento per il Parkinson. Durante l'esame di ratti progettati per mostrare sintomi caratteristici del Parkinson, hanno notato che gruppi di neuroni in due aree del cervello, la corteccia e i gangli della base, si attivavano in modo sincrono. L'attività ritmica ricordava le convulsioni lievi e continue osservate nei pazienti con epilessia. L'avevo visto dieci anni fa, dice Immagine segnaposto Miguel Nicolelis , professore di neurobiologia e condirettore del Center for Neuroengineering presso la Duke University. A quel tempo, Nicolelis e i suoi collaboratori stavano cercando modi per interrompere le crisi ritmiche stimolando i nervi periferici.
Nicolelis ha ragionato che un approccio simile potrebbe funzionare per il Parkinson. Così lui e il suo studente Romulo Fuentes hanno preso i loro topi e ratti impoveriti di dopamina e hanno attaccato minuscoli elettrodi di platino alla base del midollo spinale. Quando li abbiamo stimolati con una piccola corrente, abbiamo ottenuto un effetto identico e persino migliore di quello che le persone ottengono quando fanno questa stimolazione cerebrale profonda, dice Nicolelis. I movimenti lenti e rigidi degli animali parkinsoniani sono stati sostituiti con comportamenti sani di topi e ratti.
Quando Nicolelis e Fuentes hanno combinato la stimolazione elettrica con L-dopa, gli effetti sono stati ancora più sorprendenti. Gli impulsi elettrici, combinati con solo il 20% della dose tipica del farmaco, hanno prodotto un effetto a lungo termine che imitava la terapia con L-dopa senza che sembrasse replicare la resistenza ai farmaci che normalmente si accumula nel tempo. La ricerca è stata pubblicata ieri sulla rivista Scienza .
L'impianto stesso è un intervento chirurgico molto più semplice di quello utilizzato per la stimolazione cerebrale profonda, con un rischio molto inferiore di effetti collaterali. Il dispositivo è relativamente superficiale, posizionato proprio sotto le vertebre sulla superficie del midollo spinale. È una procedura molto semplice e semi-invasiva, afferma Nicolelis. In futuro, potremmo essere in grado di farlo in modo non invasivo, perché ci sono modi in cui puoi effettivamente far passare le correnti attraverso la pelle e attraverso le ossa per eccitare queste fibre. Nicolelis prevede di testare il trattamento sugli scimpanzé prima di iniziare la sperimentazione umana. Almeno una terapia di stimolazione del midollo spinale è già in uso clinico per trattare il dolore cronico.
Sebbene la stimolazione cerebrale profonda abbia cambiato il panorama per il trattamento del Parkinson in fase avanzata, è ancora una procedura molto complicata, costosa e profondamente invasiva, afferma Patrick Aebischer , presidente del Politecnico federale di Losanna. Se potessi farlo negli esseri umani, sarebbe un passo fantastico, dice, rendendo la stimolazione elettrica disponibile a un gruppo molto più ampio di pazienti. Un dispositivo non invasivo sarebbe ancora più attraente: se potessi farlo per via transcutanea, cambieresti l'intero gioco della palla, dice Aebischer. Apre una nuova possibilità molto interessante per l'utilizzo dell'elettrofisiologia per il trattamento del morbo di Parkinson.
Tuttavia, la ricerca è agli inizi. Dobbiamo tenere a mente che questi sono dati sperimentali, dice Alim Benabid , professore emerito di biofisica presso la Joseph Fourier University, a Grenoble, in Francia, che ha creato la tecnica di stimolazione cerebrale profonda alla fine degli anni '80. È troppo presto per dire se questo potrebbe sostituire il trattamento con levodopa o l'attuale stimolazione cerebrale profonda. Ma Benabid sta già cercando di aggiungere la stimolazione del midollo spinale nella sua prossima serie di prove, abbinata a un altro tipo di stimolazione cerebrale profonda (quella del nucleo subtalamico) in pazienti con disturbo dell'andatura congelata, che hanno difficoltà a camminare.
Nicolelis non è sicuro di come funzioni la terapia, ma crede che prendendo di mira la colonna vertebrale, dove enormi fasci di fibre sono responsabili del trasporto di informazioni tattili dal corpo a più bersagli nel cervello, lui e i suoi colleghi stanno creando corrente elettrica che influenza la dinamica dell'intero circuito neurale, piuttosto che solo un singolo punto nel cervello. Il Parkinson è una malattia del timing neuronale, dice. La mia sensazione istintiva è che funzioni perché desincronizza questi neuroni nella corteccia motoria, nei gangli della base e in altre posizioni. Questo li desincronizza, li porta fuori fase, quasi come se introducesse un po' di rumore nel sistema.
Concentrandosi sul midollo spinale, dice Nicolelis, stiamo osservando un cambiamento molto interessante nel modo in cui ti avvicini alla malattia. Ci stiamo avvicinando da un punto di vista sistemico, guardando un intero circuito e ottenendo l'accesso all'intero circuito. Gli scienziati stanno ora cercando di vedere se l'inizio precoce della stimolazione spinale in combinazione con L-dopa potrebbe rallentare o addirittura prevenire la progressione della malattia.