En ny läkemedelsfri, minimalt invasiv behandling riktar in sig på grundorsaken till den progressiva förlusten av nervfunktion vid spinal muskelatrofi (SMA), en ärftlig neuromuskulär sjukdom. En intervention som innebär elektrisk stimulering av de sensoriska ryggmärgsnerverna kan gradvis återuppväcka funktionellt tysta motorneuron i ryggmärgen och förbättra benmuskelstyrkan och gångförmågan hos vuxna med SMA.
Resultaten rapporterades av forskare vid University of Pittsburgh School of Medicine i Nature Medicine .
Tidiga resultat från en klinisk pilotstudie på tre frivilliga försökspersoner med SMA visar att en månads regelbundna neurostimuleringssessioner förbättrade motoneuronfunktionen, minskade tröttheten och förbättrade styrkan och gångförmågan hos alla deltagare, oavsett hur allvarliga deras symtom var.
Studien är den första som visar att en neuroteknik kan konstrueras för att vända degenerationen av nervkretsar och återställa cellfunktionen i en neurodegenerativ sjukdom hos människor.
”För att motverka neurodegeneration behöver vi två saker – stoppa neurondöden och återställa funktionen hos de överlevande neuronerna”, säger Marco Capogrosso, Ph.D., biträdande professor i neurokirurgi vid Pitt, som är medförfattare till studien.
”I den här studien föreslår vi ett tillvägagångssätt för att behandla grundorsaken till nervcellsdysfunktion genom att komplettera befintliga neuroprotektiva behandlingar med ett nytt tillvägagångssätt som reverserar nervcellsdysfunktion.”
SMA är en genetisk neurodegenerativ sjukdom som yttrar sig i en progressiv död och funktionell försämring av motorneuroner – nervceller som styr rörelser genom att överföra signaler från hjärnan och ryggmärgen till musklerna.
Med tiden orsakar förlusten av motorneuroner gradvis muskelsvaghet och leder till en rad olika motoriska funktionsnedsättningar, inklusive, för deltagarna i denna studie, svårigheter att gå, gå i trappor och resa sig från stolar.
Även om det inte finns något botemedel mot SMA har flera lovande neuroprotektiva behandlingar blivit tillgängliga under det senaste decenniet. Dessa inkluderar genterapier och läkemedel, som båda stimulerar produktionen av motoneuronstödjande proteiner som förhindrar nervcellsdöd och som bromsar – men inte omvänder – sjukdomsförloppet.
Studier visar att rörelsestörningar vid SMA uppträder innan motoneuronerna dör, vilket tyder på att underliggande dysfunktion i ryggradens nervkretsar kan bidra till sjukdomsdebut och symtomutveckling.
Enligt tidigare forskning på djurmodeller av SMA av studiens medförfattare George Mentis, Ph.D., vid Columbia University, får överlevande motorneuron färre stimuleringsimpulser från sensoriska nerver – fibrer som återför informationen från hud och muskler tillbaka till det centrala nervsystemet.
Att kompensera för denna brist på neural feedback skulle därför kunna förbättra kommunikationen mellan nervsystemet och musklerna, underlätta muskelrörelser och motverka muskelförtvining.
Pitt-forskarna antog att en riktad epidural elektrisk stimuleringsterapi skulle kunna användas för att återställa förlorade nervcellsfunktioner genom att förstärka sensoriska ingångar till motorneuronerna och engagera de degenererade nervkretsarna. Dessa cellulära förändringar skulle i sin tur kunna leda till funktionella förbättringar av rörelseförmågan.
Pitt-studien genomfördes som en del av en klinisk pilotstudie där tre vuxna med lindrigare former av SMA (SMA typ 3 eller 4) ingick.
Under en studieperiod på 29 dagar fick deltagarna två elektroder för ryggmärgsstimulering (SCS) implanterade i nedre delen av ryggen på vardera sidan om ryggmärgen, vilket gjorde att stimuleringen enbart riktades mot sensoriska nervrötter. Testtillfällena varade i fyra timmar vardera och genomfördes fem gånger i veckan under totalt 19 tillfällen, fram till dess att stimuleringsenheten togs bort.
Efter att ha bekräftat att stimuleringen fungerade som avsett och engagerade motorneuron i ryggraden, utförde forskarna ett batteri av tester för att mäta muskelstyrka och trötthet, förändringar i gång, rörelseomfång och gångsträcka samt motoneuronfunktion.
”Eftersom SMA är en progressiv sjukdom förväntar sig patienterna inte att de ska bli bättre med tiden. Men det var inte vad vi såg i vår studie. Under de fyra behandlingsveckorna förbättrades flera kliniska resultat hos våra studiedeltagare, med förbättringar i aktiviteter i det dagliga livet. Mot slutet av studien rapporterade till exempel en patient att han kunde gå från sitt hem till labbet utan att bli trött”, säger Elvira Pirondini, Ph.D., biträdande professor i fysikalisk medicin och rehabilitering vid Pitt, som är medförfattare till studien.
Alla deltagare ökade sin poäng på ”6-Minute Walk Test” – ett mått på muskeluthållighet och trötthet – med minst 20 meter, jämfört med en genomsnittlig förbättring på 1,4 meter under tre månader med jämförbar träningsregim utan hjälp av SCS och en medianökning på 20 meter efter 15 månader med SMA-specifik neuroprotektiv farmakologisk behandling.
Dessa funktionella framsteg speglades av förbättrad nervfunktion, inklusive en ökning av motoneuronernas förmåga att generera elektriska impulser och överföra dem till musklerna.
”Våra resultat tyder på att denna neurostimuleringsmetod skulle kunna tillämpas brett för att behandla andra neurodegenerativa sjukdomar utöver SMA, t.ex. ALS eller Huntingtons sjukdom, förutsatt att lämpliga cellmål identifieras under den framtida forskningen”, säger Robert Friedlander, M.D., ordförande för neurokirurgiska kliniken vid Pitt och biträdande chef för UPMC Neurological Institute.
”Vi hoppas kunna fortsätta att arbeta med SMA-patienter och starta ytterligare en klinisk prövning för att testa den långsiktiga effekten och säkerheten av elektrisk ryggmärgsstimulering.”
För mer information: Första studien på människa av epidural ryggmärgsstimulering hos personer med spinal muskelatrofi, Nature Medicine (2025). DOI: 10.1038/s41591-024-03484-8. www.nature.com/articles/s41591-024-03484-8
