Terapia światłem podczerwonym w leczeniu urazów rdzenia kręgowego osiąga kamień milowy

Pacjenci z urazem rdzenia kręgowego (SCI) mogą w przyszłości odnieść korzyść z leczenia mającego 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 uszkodzenia.

Ostatnie badania opublikowane w journal of Bioengineering and Translational Medicine określiły optymalną „dawkę” dla tego nowego podejścia terapeutycznego i pokazują, że może ono przynieść znaczną poprawę terapeutyczną, obejmujące znaczne przywrócenie wrażliwości i ruchu, a także regenerację uszkodzonych komórek nerwowych.

Naukowcy pod kierownictwem profesora Zubaira Ahmeda wykorzystali modele komórkowe SCI do określenia częstotliwości i czasu trwania światła wymaganego do maksymalnego przywrócenia funkcji i stymulacji wzrostu komórek nerwowych.

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

Profesor Ahmed powiedział: „Co ciekawe, ten aspekt badania wykazał, że działanie światła o długości fali 660 nm ma zarówno działanie neuroprotekcyjne, co poprawia przeżycie komórek nerwowych, jak i neuroregeneracyjne, które stymuluje wzrost komórek nerwowych”.

Naukowcy badali także wpływ terapii światłem w przedklinicznych modelach SCI. W tym przypadku zastosowali dwie różne metody: urządzenie wszczepialne i podawanie przezskórne, podczas którego źródło światła umieszcza się na skórze.

Ich badanie wykazało porównywalne wyniki w przypadku obu metod podawania: dawka światła o długości fali 660 nm dostarczana codziennie przez jedną minutę przez siedem dni spowodowała zmniejszenie blizn tkankowych w miejscu urazu i znaczną poprawę funkcji.

Naukowcy odkryli również znaczną redukcję ubytków i blizn, a także podwyższony poziom białek związanych z regeneracją komórek nerwowych i poprawą połączeń między komórkami w uszkodzonym obszarze rdzenia kręgowego.

To pierwsze porównanie przezskórnego i bezpośredniego dostarczania światła w przypadku SCI, a wyniki są ważnym kamieniem milowym dla badaczy, którzy otrzymali już dodatkowe fundusze i planują opracować wszczepialne urządzenie do stosowania u osób po urazie rdzenia kręgowego, gdzie obecnie nie ma metod konserwacji komórek lub poprawy funkcji neurologicznych.

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

Profesor Ahmed kontynuuje: „Aby terapia światłem stała się realną metodą leczenia urazu rdzeniastego u ludzi, konieczne będzie wszczepienie urządzenia zapewniającego bezpośrednią widoczność uszkodzonej tkanki oraz umożliwiającego większą precyzję i standaryzację dawkowania bez ograniczenia grubości skóra i inne tkanki otaczające rdzeń kręgowy.

Fotobiomodulacja (PBM) może zapewnić realne podejście terapeutyczne wykorzystujące światło czerwone lub bliską podczerwień w celu wspomagania powrotu do zdrowia po urazie rdzenia poprzez łagodzenie zapalenia układu nerwowego i zapobieganie apoptozie neuronów. Nasze obecne badania mają na celu optymalizację schematów dawkowania PBM oraz opracowanie i walidację skuteczności inwazyjnego modelu dostarczania PBM w przypadku SCI.”

Zespół badawczy poszukuje obecnie partnerów handlowych lub inwestorów, którzy mogliby podjąć kolejne kroki w celu opracowania prototypowego urządzenia, które będzie można wykorzystać w pierwszych badaniach klinicznych na ludziach.