Von Amy Norton
Gesundheitstag Reporter
MITTWOCH, 9. November 2022 (HealthDay News) – In einem Fortschritt bei der Behandlung von Rückenmarksverletzungen haben Forscher Nervenzellen lokalisiert, die der Schlüssel dafür sind, dass Menschen mit Lähmungen wieder gehen können.
Die Ergebnisse stammen zum Teil von neun Patienten, die an einer laufenden Schweizer Studie beteiligt sind, die darauf abzielt, Menschen mit Lähmungen die Bewegung zurückzugeben.
Alle neun erlangten mithilfe von Implantaten, die die Spinalnerven elektrisch stimulieren, die die Bewegung des Unterkörpers steuern, schnell die Fähigkeit wieder zu stehen und zu gehen.
Jetzt berichten die Forscher, dass sie eine bestimmte Gruppe von Zellen in der unteren Wirbelsäule identifiziert haben, die notwendig erscheinen, damit diese Bewegungswiederherstellung stattfinden kann.
Die Hoffnung, so Experten, ist, dass die Entdeckung dazu beitragen wird, die elektrische Stimulationstherapie zu verfeinern – und schließlich dazu beitragen wird, noch ausgefeiltere Wege zu entwickeln, um Menschen mit Lähmungen komplexe Bewegungen zurückzugeben.
Allein in den Vereinigten Staaten leben laut der American Association of Neurological Surgeons bis zu 450.000 Menschen mit einer Rückenmarksverletzung. Etwas mehr als die Hälfte dieser Verletzungen betrifft Menschen unter 30, von denen die meisten männlich sind – oft sind Verkehrsunfälle oder Gewalt schuld.
Rückenmarksverletzungen unterbrechen im Wesentlichen die Kommunikation zwischen dem Gehirn und den Spinalnerven, die sich unterhalb der Verletzungsebene befinden.
Aber diese Nervenzellen sind nicht nutzlos – nur offline. Und seit Jahren untersuchen Forscher die epidurale elektrische Stimulation (EES) als eine Möglichkeit, diese Neuronen zum Feuern zu bringen und Menschen mit Lähmungen ein gewisses Maß an Bewegung zurückzugeben.
EES beinhaltet das Implantieren 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 Behandlung von Schmerzen eingesetzt, sagte Eiman Azim, ein Forscher am Salk Institute in La Jolla, Kalifornien, der die Mechanismen untersucht, die der menschlichen Bewegung zugrunde liegen.
Unterwegs erkannten die Forscher, 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 zu helfen, die Fähigkeit, zu einem gewissen Grad wieder zu stehen und zu gehen, wiederzuerlangen.
Das Schweizer Team, so Azim, habe in den letzten Jahren “große Sprünge” bei der Weiterentwicklung des Ansatzes gemacht.
Sie haben zum Beispiel 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 Nerven in einem Muster stimuliert, das besser nachahmt, wie das Gehirn die Arbeit erledigen würde.
Das Team der Eidgenössischen Technischen Hochschule und der Universität Lausanne berichtete Anfang dieses Jahres über seine drei neuesten Patienten. Die Patienten, alle Männer im Alter zwischen 29 und 41 Jahren, hatten Rückenmarksverletzungen erlitten, die ihnen keine Empfindung oder Bewegung in den Beinen hinterlassen hatten.
Alle wurden 2020 operiert, um die EES-Hardware implantieren zu lassen. Die Implantate wurden mit einer Software gekoppelt, die es Patienten und Physiotherapeuten ermöglicht, halbautomatische Stimulationsprogramme einzurichten, die eine Vielzahl von Bewegungen ermöglichen. Über ein Tablet und kleine Fernbedienungen, die drahtlos mit dem Impulsgenerator kommunizieren, kann der Mensch diese Programme selbst bedienen.
Diese drei Patienten konnten unmittelbar nach der Genesung von der Operation mit Unterstützung stehen und gehen.
Das Schweizer Team hat auf dem Weg dorthin etwas besonders Faszinierendes entdeckt: Einige ihrer neun Patienten waren in der Lage, auch bei ausgeschalteter elektrischer Stimulation zu gehen – was darauf hindeutet, sagte Azim, dass am Gehen beteiligte Neuronen „reorganisiert“ wurden.
Um tiefer einzutauchen, wandten sich die Forscher an Labormäuse, um viele der Hauptmerkmale von EES bei Menschen mit Rückenmarksverletzungen zu simulieren. Sie konnten sich auf eine Gruppe von Neuronen – Vsx2-Neuronen genannt – konzentrieren, die für die Wiederherstellung des Gehens mit EES „wesentlich“ erscheinen.
Das „Stummschalten“ der Neuronen verhinderte, dass Labormäuse mit EES ihre Gehfähigkeit wiedererlangten; Die Aktivierung der Neuronen stellte ihre Bewegung wieder her.
„Diese Studie fragte, was im Rückenmark während der Stimulation vor sich geht?“ 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 diesen neun Patienten als „fantastisch“.
Er sagte auch, die Entdeckung von „Erholung organisierenden Neuronen“ bei Mäusen sei „ein erster Schritt zum Verständnis und zur Verbesserung der Funktion beim Menschen, bis das ‚Heilmittel‘ gefunden ist“.
Azim sagte, dass die Erkenntnisse zu diesen Schlüsselneuronen kurzfristig dazu beitragen könnten, EES weiter zu verfeinern.
Mit Blick auf die Zukunft, sagte er, könnte ein besseres Verständnis dafür, wie EES die Bewegungserholung fördert, dazu beitragen, noch ausgefeiltere Behandlungen zu entwickeln. Die Technologien schreiten so weit voran, dass es letztendlich möglich sein könnte, sicher auf das Rückenmark zuzugreifen und beschädigte Schaltkreise “wieder aufzubauen”, bemerkte Azim.
„Das ist kein Wunschtraum“, 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, Rehabilitation von Rückenmarksverletzungen, Cleveland Clinic, und Professor, Case Western Reserve University School of Medicine, Cleveland, Ohio; Natur, 9. Nov. 2022, online