Infrarotlichttherapie zur Genesung nach Rückenmarksverletzungen erreicht Meilenstein
Zuletzt überprüft: 14.06.2024
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Patienten mit Rückenmarksverletzungen (SCI) könnten von zukünftigen Behandlungen profitieren, die auf die Wiederherstellung von Nervenverbindungen mit rotem und nahinfrarotem Licht abzielen.
Bei der Methode, die von Wissenschaftlern der University of Birmingham, Großbritannien, entwickelt und von der University of Birmingham Enterprise patentiert wurde, wird Licht direkt an die Schadensstelle abgegeben.
Neue Studien, die im Journal of Bioengineering and Translational Medicine veröffentlicht wurden, haben die optimale „Dosis“ für diesen neuen therapeutischen Ansatz ermittelt und zeigen, dass er zu erheblichen therapeutischen Verbesserungen führen kann, darunter eine deutliche Wiederherstellung von Sensibilität und Bewegung sowie die Regeneration beschädigter Nervenzellen.
Forscher unter der Leitung von Professor Zubair Ahmed verwendeten Zellmodelle von SCI, um die erforderliche Frequenz und Dauer des Lichts zu bestimmen, um eine maximale Wiederherstellung der Funktion und Stimulation des Nervenzellwachstums zu erreichen.
Sie fanden heraus, dass die Abgabe von 660 nm rotem Licht für eine Minute pro Tag die Zelllebensfähigkeit (ein Maß für die Anzahl lebender Zellen) über fünf Behandlungstage um 45 % erhöhte.
Professor Ahmed sagte: „Aufregenderweise zeigte dieser Aspekt der Studie, dass die Wirkung von 660 nm Licht sowohl neuroprotektiv war, was das Überleben von Nervenzellen verbesserte, als auch neuroregenerativ, was das Wachstum von Nervenzellen stimulierte.“
Die Forscher untersuchten auch die Wirkung der Lichttherapie in präklinischen Modellen von SCI. Hier verwendeten sie zwei verschiedene Methoden: ein implantierbares Gerät und transdermale Verabreichung, bei der eine Lichtquelle auf die Haut gelegt wird.
Ihre Studie zeigte vergleichbare Ergebnisse für beide Verabreichungsmethoden: Eine Dosis von 660 nm Licht, die sieben Tage lang täglich eine Minute lang abgegeben wurde, führte zu einer Verringerung der Gewebenarbenbildung an der Verletzungsstelle und einer signifikanten funktionellen Erholung.
Die Forscher stellten außerdem eine deutliche Verringerung von Hohlräumen und Narbenbildung fest, sowie erhöhte Proteinwerte, die mit der Regeneration von Nervenzellen in Zusammenhang stehen, und verbesserte Verbindungen zwischen Zellen im geschädigten Bereich des Rückenmarks.
Dies ist das erste Mal, dass transdermale und direkte Lichtabgabe bei einer Rückenmarksverletzung verglichen wurden, und die Ergebnisse sind ein wichtiger Meilenstein für die Forscher, die bereits zusätzliche Mittel erhalten haben und planen, ein implantierbares Gerät für den Einsatz bei Menschen mit traumatischer Rückenmarksverletzung zu entwickeln, für die es derzeit keine Methoden gibt, Zellen zu erhalten oder die neurologische Funktion zu verbessern.
Andrew Stevens, Erstautor der Studie und Oberarzt für Neurochirurgie, erklärt: „Operationen nach Rückenmarksverletzungen sind üblich, aber derzeit zielen diese Operationen nur darauf ab, die durch die Verletzung verursachten Schäden an den Wirbelknochen zu stabilisieren. Dieses Konzept ist unglaublich spannend, weil es Chirurgen die Möglichkeit bieten könnte, während derselben Operation ein Gerät zu implantieren, das helfen könnte, das Rückenmark selbst zu schützen und zu reparieren."
Professor Ahmed fährt fort: „Um die Lichttherapie zu einer praktikablen Behandlung für Rückenmarksverletzungen beim Menschen zu machen, wird ein implantierbares Gerät benötigt, das direkte Sicht auf das beschädigte Gewebe bietet und eine höhere Präzision und Standardisierung der Dosierung ermöglicht, ohne durch die Dicke der Haut und des anderen Gewebes, das das Rückenmark umgibt, behindert zu werden.
Photobiomodulation (PBM) könnte einen praktikablen therapeutischen Ansatz darstellen, bei dem rotes oder nahinfrarotes Licht verwendet wird, um die Genesung nach einer Rückenmarksverletzung zu fördern, indem Neuroinflammation gemildert und neuronale Apoptose verhindert wird. Unsere aktuelle Forschung zielt darauf ab, PBM-Dosierungsschemata zu optimieren und die Wirksamkeit eines invasiven PBM-Abgabeparadigmas für Rückenmarksverletzungen zu entwickeln und zu validieren."
Das Forschungsteam sucht nun nach kommerziellen Partnern oder Investoren, um die nächsten Schritte zur Entwicklung eines Prototypgeräts zu unternehmen, das in der ersten klinischen Studie am Menschen eingesetzt werden kann. Studien.