Terapia światłem podczerwonym w leczeniu urazów rdzenia kręgowego osiągnęła ważny kamień milowy

Pacjenci z urazem rdzenia kręgowego (SCI) mogą odnieść korzyści z przyszłych metod leczenia mających na celu przywrócenie połączeń nerwowych za pomocą światła czerwonego i bliskiej podczerwieni.

Metoda opracowana przez naukowców z Uniwersytetu w Birmingham w Wielkiej Brytanii i opatentowana przez University of Birmingham Enterprise polega na dostarczaniu światła bezpośrednio do miejsca urazu.

Najnowsze badania opublikowane w czasopiśmie Bioengineering and Translational Medicine pozwoliły ustalić optymalną „dawkę” dla tego nowego podejścia terapeutycznego i wykazały, że może ona przynieść znaczną poprawę efektów terapeutycznych, w tym znaczące przywrócenie czucia i ruchu oraz regenerację uszkodzonych komórek nerwowych.

Naukowcy pod przewodnictwem profesora Zubaira Ahmeda wykorzystali modele komórkowe SCI, aby określić częstotliwość i czas trwania światła niezbędne do osiągnięcia maksymalnej regeneracji funkcjonalnej i stymulacji wzrostu komórek nerwowych.

Stwierdzono, że dostarczanie czerwonego światła o długości fali 660 nm przez jedną minutę dziennie zwiększyło żywotność komórek (miarę liczby żywych komórek) o 45% w ciągu pięciu dni leczenia.

Profesor Ahmed powiedział: „Co ekscytujące, ten aspekt badania wykazał, że efekt światła o długości fali 660 nm był zarówno neuroprotekcyjny, poprawiając przeżywalność komórek nerwowych, jak i neuroregeneracyjny, stymulując wzrost komórek nerwowych”.

Naukowcy badali również efekty terapii światłem w przedklinicznych modelach SCI. Tutaj zastosowali dwie różne metody: wszczepialne urządzenie i transdermalne dostarczanie, w którym źródło światła jest umieszczane na skórze.

Ich badanie wykazało porównywalne wyniki dla obu metod dostarczania światła: dawka światła o długości fali 660 nm dostarczana codziennie przez jedną minutę przez siedem dni skutkowała zmniejszeniem bliznowacenia tkanek w miejscu urazu i znaczną poprawą funkcji.

Naukowcy zaobserwowali również znaczącą redukcję ubytków i blizn, a także zwiększony poziom białek związanych z regeneracją komórek nerwowych i poprawę połączeń między komórkami w uszkodzonym obszarze rdzenia kręgowego.

Jest to pierwsze porównanie przezskórnego i bezpośredniego dostarczania światła w przypadku SCI, a wyniki stanowią kamień milowy dla naukowców, którzy już otrzymali dodatkowe fundusze i planują opracowanie wszczepialnego urządzenia do stosowania u osób z urazowym SCI, w przypadku których nie ma obecnie dostępnych metod leczenia, które zachowywałyby komórki lub poprawiały funkcje neurologiczne.

Andrew Stevens, pierwszy autor badania i rejestrator neurochirurgii, wyjaśnia: „Operacje wykonywane po urazie rdzenia kręgowego są rutynowe, ale obecnie mają na celu jedynie stabilizację uszkodzeń kości kręgosłupa spowodowanych urazem. Ta koncepcja jest niezwykle ekscytująca, ponieważ może dać chirurgom możliwość wszczepienia urządzenia podczas tej samej operacji, które mogłoby pomóc chronić i naprawiać sam rdzeń kręgowy”.

Profesor Ahmed kontynuuje: „Aby terapia światłem stała się możliwa w leczeniu SCI u ludzi, konieczne będzie wszczepialne urządzenie zapewniające bezpośrednią widoczność uszkodzonej tkanki oraz umożliwiające większą precyzję i standaryzację dawkowania bez przeszkód ze strony grubości skóry i innych tkanek otaczających rdzeń kręgowy.

Fotobiomodulacja (PBM) może zapewnić wykonalne podejście terapeutyczne wykorzystujące światło czerwone lub bliskiej podczerwieni w celu promowania powrotu do zdrowia po SCI poprzez osłabienie neurozapalenia i zapobieganie apoptozie neuronów. Nasze obecne badania mają na celu optymalizację schematów dawkowania PBM oraz opracowanie i walidację skuteczności inwazyjnego paradygmatu dostarczania PBM w przypadku SCI.

Zespół badawczy poszukuje obecnie partnerów komercyjnych lub inwestorów, którzy pomogą mu w opracowaniu prototypu urządzenia, które mogłoby zostać wykorzystane w pierwszych badaniach klinicznych na ludziach.