Elettrodi impiantati nel midollo per sconfiggere la paralisi
Tre pazienti paralizzati sono tornati a camminare, nuotare e pedalare grazie a elettrodi impiantati nel midollo spinale. Succede grazie all’utilizzo della tecnologia di Onward Medical specializzata nelle terapie innovative per ripristinare il movimento, l’indipendenza e la salute nelle persone con lesioni al midollo spinale.
Nature Medicine ha pubblicato i risultati dello studio “Stimo-Bridge” condotto da NeuroRestore, una collaborazione tra il Politecnico Federale Svizzero (Epfl) e il Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (Chuv). Allo studio ha partecipato anche l’Italia con Silvestro Micera, che lavora fra la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa ed Epfl.
Stimoli generati da un computer
Il lavoro della azienda tecnologica ha sfruttato una strada innovativa per colpire specificamente le aree del midollo spinale coinvolte nel movimento delle gambe e del tronco inferiore, con l’intento di facilitare un recupero più rapido ed efficace della funzione motoria.
Per progettare questo elettrocatetere, Oneward e NeuroRestore hanno utilizzato un modello computazionale avanzato e un atlante del midollo spinale per determinare il posizionamento ottimale degli elettrodi e guidare la posizione migliore durante la chirurgia. In sostanza, il dispositivo consiste in alcuni elettrodi innestati nel midollo spinale, che inviano ai muscoli di gambe e tronco gli stimoli elettrici generati esternamente da un computer controllato dal paziente.
Il dispositivo invia stimoli elettrici, controllabili direttamente dal paziente attraverso un tablet, che attivano la contrazione dei muscoli in forma coordinata.
“La stimolazione elettrica epidurale (Ees) che mira alle radici dorsali dei segmenti lombosacrali – recita l’abstract dello studio – ripristina la deambulazione nelle persone con lesioni del midollo spinale (Sci). Tuttavia, Ees è consegnato con cavi multielettrodo paddle originariamente progettati per indirizzare la colonna dorsale del midollo. Qui, abbiamo ipotizzato che una disposizione degli elettrodi mirata all’insieme delle radici dorsali coinvolte nei movimenti delle gambe e del tronco avrebbe portato a un’efficacia superiore, ripristinando attività motorie più diverse dopo la Sci più grave. Per testare questa ipotesi, abbiamo stabilito un quadro computazionale che ha informato la disposizione ottimale degli elettrodi su un nuovo cavo paddle e guidato il suo posizionamento neurochirurgico. Abbiamo anche sviluppato un software che supporta la rapida configurazione di programmi di stimolazione specifici per attività che riproducono l’attivazione naturale dei motoneuroni alla base di ogni attività”.
I primi passi dopo un giorno
A tre partecipanti con una lesione completa del midollo spinale sensorimotorio (Ai-A) sono stati impiantati con questo nuovo elettrocatetere. Prima dell’impianto, questi soggetti non potevano contrarre i muscoli delle gambe né fare un solo passo. Il primo giorno dopo l’impianto, tutti erano in grado di fare passi autonomamente su un tapis roulant con il supporto del peso del corpo
Dopo cinque mesi di riabilitazione, i pazienti erano in grado di usare le gambe per stare in piedi, camminare, nuotare e andare in bicicletta. Hanno anche riacquistato il controllo dei muscoli del tronco. Questo recupero della funzione motoria delle gambe e del tronco ha anche permesso ai partecipanti di stare in piedi autonomamente in comunità. Questo video dell’Epfl descrive lo studio e i miglioramenti ottenuti dai partecipanti.
“Stiamo lavorando duramente per portare queste terapie alla comunità Sci (Spinal Cord Injury) il più presto possibile e la nostra prima introduzione per il ripristino della funzione della mano e del braccio è prevista per l’inizio del 2023″, ha spiegato Dave Marver, ceo di Onward.
“I primi passi sono stati qualcosa di incredibile, un sogno che si avverava“, ha detto l’italiano Michel Roccati, uno dei tre pazienti sui quali è stata condotta la sperimentazione. Quattro anni fa un incidente in moto aveva provocato una lesione della colonna vertebrale, lasciandolo paralizzato. “Ora sono in grado di salire e scendere le scale e punto, entro primavera, di riuscire a camminare per un chilometro”, ha aggiunto Roccati.
Il lavoro di Onward si basa su più di un decennio di scienza di base e ricerca preclinica condotta nei laboratori di neuroscienze più importanti del mondo.
La terapia Arc dell’azienda, che può essere fornita da sistemi impiantabili (Arcim) o esterni (Arcex), ed è progettata per fornire una stimolazione mirata e programmata del midollo spinale per ripristinare il movimento e altre funzioni nelle persone con lesioni al midollo spinale. Onward ha ricevuto tre Breakthrough Device Designations (Bdd) dalla Fda, Food and Drug Administration, che comprendono Arcim e Arcex.
La Bdd permette all’azienda di beneficiare di un input aggiuntivo della Fda mentre lavora per convalidare la sicurezza e l’efficacia dei loro dispositivi durante lo sviluppo pre-market, così come durante il processo di presentazione, e poi una revisione accelerata una volta che la presentazione del dispositivo è depositata.
Il primo studio Fda dell’azienda, chiamato Up-Lift, ha completato l’arruolamento nel dicembre 2021 con 65 soggetti in tutto il mondo. La tecnologia di Onward è protetta da oltre 310 brevetti rilasciati o in corso di registrazione a livello globale.