Tecnica rivoluzionaria ripara lesioni al midollo spinale

Tre persone con lesioni al midollo spinale oggi camminano, anche se sostenute da deambulatori. I partecipanti allo studio, di età compresa tra 29 e 41 anni, sono stati in grado di usare di nuovo le gambe, utilizzando un dispositivo che imita i segnali che la parte inferiore del corpo riceve solitamente dal cervello. Possono anche nuotare, pedalare e persino andare in canoa, grazie a un impianto rivoluzionario.

Come una tecnica rivoluzionaria ha riportato in piedi le persone con lesioni al midollo spinale

In un articolo pubblicato il 7 febbraio su Nature Medicine 1, il neuroscienziato Grégoire Courtine del Politecnico federale di Losanna (EPFL) e i suoi colleghi descrivono il primo impianto specificamente progettato per controllare il movimento, imitando i segnali che il corpo riceve solitamente dal cervello e midollo spinale superiore.

Un midollo spinale completamente reciso interrompe i segnali elettrici che partono dal cervello, provocando una paralisi che di solito è irreversibile. Ma la catena dei motoneuroni al di sotto della rottura rimane spesso intatta. Diversi gruppi di ricerca sono stati in grado di ripristinare alcuni movimenti nelle persone con lesioni del midollo spinale riproponendo dispositivi progettati per bloccare il dolore cronico applicando una corrente elettrica ai neuroni.

Il gruppo di Courtine ha utilizzato la risonanza magnetica e la tomografia computerizzata per mappare le dimensioni e la disposizione dei neuroni nel midollo spinale di 27 persone, creando un modello predittivo del midollo spinale medio. Ciò ha aiutato a mostrare a un chirurgo dove posizionare gli elettrodi dell’impianto sui corpi dei riceventi.

I ricercatori hanno quindi messo a punto la corrente elettrica per ciascun individuo. Un team, tra cui il neurochirurgo dell’EPFL Jocelyne Bloch, ha impiantato il dispositivo in tre persone il cui midollo spinale era stato completamente reciso, causando paralisi nella parte inferiore del corpo.

Tutti e tre i partecipanti hanno recuperato un certo livello di movimento

Una volta posizionato l’impianto, ogni persona poteva controllare il modello di stimolazione elettrica, ad esempio utilizzando pulsanti e una tavoletta per alzare o abbassare ciascuna gamba. Tutti e tre i partecipanti hanno recuperato un certo livello di movimento entro un giorno dall’attivazione dell’impianto, inclusa la possibilità di camminare su un tapis roulant mentre il loro peso era sostenuto.

“I primi passi sono stati incredibili: un sogno diventato realtà!” ha detto in un comunicato una delle persone che riceveranno il trattamento, Michel Roccati. I partecipanti hanno anche potuto prendere parte ad attività come pedalare in bicicletta ed eseguire squat, e mantenere il proprio corpo stabile mentre remavano in canoa, utilizzando il dispositivo per guidare i muscoli attraverso movimenti preprogrammati.

Approccio integrato

Reggie Edgerton, un fisiologo dell’esercizio presso l’Università della California, Los Angeles, che sta lavorando sulla stimolazione elettrica per le persone con lesioni del midollo spinale, è impressionato dal livello di dettaglio dell’articolo. Infatti afferma che l’approccio fa un buon lavoro integrando elementi “micro” di attivazione diretta e temporizzata di particolari neuroni con la scala “macro” per garantire che tutto il corpo sia in sintonia con il movimento. “In poche parole, non cammini solo con le gambe“, ha spiegato.

Il metodo di Edgerton utilizza elettrodi applicati sulla pelle per attivare esternamente i neuroni spinali, che secondo lui potrebbero fornire una soluzione meno invasiva – o almeno essere un ripiego fino a quando una persona ferita non può essere impiantata con un dispositivo permanente.

“La prossima domanda a cui trovare una risposta“, dice, “è se la stimolazione per un lungo periodo aiuterà i motoneuroni a sviluppare le connessioni corrette per eseguire il movimento senza la stimolazione“.

Dispositivi di stimolazione elettrica per lesioni al midollo spinale

“È davvero eccitante“, afferma Megan Gill, fisioterapista presso la Mayo Clinic di Rochester, nel Minnesota, che lavora anche su dispositivi di stimolazione elettrica per le lesioni del midollo spinale. Gill sottolinea che le persone nello studio non stavano “camminando” completamente entro un giorno dal trattamento – visto che gran parte del loro peso era ancora supportato – ma è decisamente impressionata dall’efficacia della stimolazione.

Il neurochirurgo Peter Grahn, anche lui della Mayo Clinic, aggiunge che la capacità del dispositivo di stimolare strategicamente vari neuroni, piuttosto che continuamente come hanno fatto i dispositivi precedenti, aiuterà i ricercatori a comprendere la dinamica della segnalazione del midollo spinale. Ciò potrebbe aiutare gli sforzi futuri per ripristinare il movimento delle persone che lo hanno perso anche nella parte superiore del corpo, un processo molto più complesso.

Courtine afferma che il suo gruppo spera di semplificare la tecnologia in modo che un utente possa controllarla tramite uno smartphone. Il team ha ricevuto l’approvazione dalla Food and Drug Administration statunitense per testare il sistema in uno studio clinico con sede negli Stati Uniti con più persone.

Courtine afferma che i ricercatori intendono concentrarsi sulle persone con lesioni recenti, perché i test sui roditori hanno dimostrato che gli animali tendono a recuperare più movimento quando la stimolazione inizia immediatamente dopo la lesione. Stanno anche testando un impianto cerebrale che indirizzerebbe direttamente le istruzioni mentali al macchinario di stimolazione del midollo spinale.

Questo dispositivo potrebbe ripristinare altre funzioni spesso perse a causa di una lesione del midollo spinale, come il controllo della vescica e la funzione sessuale. Il lavoro darà a molte persone costrette su una sedia a rotelle “un motivo per avere molte speranze in futuro”, afferma Edgerton.