Nuovi impianti del midollo spinale mostrano speranza per il recupero delle lesioni del midollo spinale

Un team di ingegneri dell'Università di Auckland ha dimostrato importanti progressi nella creazione di un dispositivo elettronico impiantabile progettato per consentire a chi soffre di lesioni al midollo spinale di recuperare la funzionalità. L'impianto leggero potrebbe rivoluzionare il trattamento delle lesioni spinali. Ecco cosa c'è da sapere.

Lesioni del cavo spinale

Il midollo spinale è costituito da un tessuto tubolare che si estende dalla parte posteriore del cranio, lungo le vertebre, fino alla parte inferiore della colonna lombare. Svolge un ruolo fondamentale come principale via di comunicazione tra il sistema nervoso e il cervello e il resto del corpo. In particolare, è responsabile di funzioni cruciali come i riflessi e il controllo del movimento.

Il ruolo cruciale che il midollo spinale svolge nella nostra biologia non può essere sopravvalutato. Pertanto, qualsiasi danno al midollo spinale può causare diversi disturbi, tra cui disturbi neuropatici, perdita delle capacità motorie e sensoriali, diarrea e persino disfunzioni sessuali.

Secondo recenti studiOltre 15 milioni di persone in tutto il mondo convivono con una lesione del midollo spinale (SCI). Queste lesioni vanno dal disagio all'impossibilità di svolgere le attività quotidiane di base. Piccole cose come usare il bagno o preparare il pranzo possono diventare impossibili per chi soffre di SCI. Quel che è peggio è che sembra esserci una tendenza verso un aumento delle SCI in futuro. Si stima che quest'anno altre 200-500 persone soffriranno di SCI.

Perché le lesioni del midollo spinale sono così difficili da curare

Ci sono molti aspetti delle lesioni spinali che le rendono più difficili da gestire rispetto ad altre lesioni. Innanzitutto, il midollo spinale non guarisce allo stesso ritmo di altre parti del corpo. Di conseguenza, qualsiasi danno arrecatogli nel corso della vita potrebbe diventare permanente.

I ricercatori hanno riconosciuto da tempo che la creazione di un trattamento che consentisse al midollo spinale di rigenerarsi efficacemente avrebbe rappresentato una svolta. Data la gravità della maggior parte delle lesioni spinali, è noto che anche piccoli miglioramenti delle funzionalità di un paziente si traducono in grandi vantaggi in termini di qualità della vita.

Metodi per trattare le lesioni del midollo spinale

I ricercatori hanno tentato diversi approcci nella loro ricerca per scoprire un trattamento efficace per le lesioni del midollo spinale. Un approccio che ha riscosso successo è l'uso di campi elettrici a bassa frequenza con polarità variabile. In particolare, è stato dimostrato che impulsi di neuromodulazione ad alta frequenza indirizzati al midollo spinale contribuiscono a stimolare la rigenerazione.

Questo trattamento si basa su elettrodi impiantati nel muscolo situato direttamente sopra la dura madre. Questo approccio ha acquisito sempre più importanza dopo che i ricercatori hanno riscontrato successo in pazienti non umani, tra cui lamprede, porcellini d'India e cani. Questo successo ha portato i primi pazienti umani a ricevere il trattamento.

Come si forma la colonna vertebrale

Questa strategia terapeutica funziona grazie al contributo dei campi elettrici che contribuiscono a plasmare lo sviluppo precoce del sistema nervoso. Quando il corpo inizia a svilupparsi, i campi elettrici aiutano il midollo spinale a seguire il suo percorso dal tronco encefalico alla parte bassa della schiena. In particolare, questi impulsi elettrici stimolano la crescita di tessuti e nervi.

Problemi con gli attuali trattamenti per le lesioni del midollo spinale

Sebbene la scienza dell'utilizzo degli impulsi elettrici per il trattamento delle lesioni del midollo spinale sia ancora in fase di ricerca, si sono incontrati alcuni ostacoli a un'ulteriore adozione. Innanzitutto, i trattamenti precedenti si basavano su nodi elettrici impiantati. Questi nodi erano realizzati in metallo che può corrodersi nel tempo, riducendo l'efficacia del trattamento e potenzialmente causando altre complicazioni.

Inoltre, il posizionamento di questi elettrodi potrebbe causare letture irregolari, limitando la capacità del trattamento di favorire la rigenerazione a lungo termine. Inoltre, trovare il segnale e l'intensità giusti per ottimizzare la stimolazione a bassa frequenza è stato problematico a causa del degrado del segnale nel tempo, dovuto a problemi di corrosione.

Purtroppo, quando i nodi iniziano a corrodersi, possono causare danni fisici, alterando il pH e introducendo sottoprodotti metallici e ioni nell'organismo. Fortunatamente, un team di scienziati ha sviluppato un nuovo approccio che potrebbe contribuire a risolvere molti di questi problemi, aiutando milioni di persone affette da lesioni del midollo spinale in tutto il mondo.

Studio sugli impianti del midollo spinale

Un team di ingegneri del Waipapa Taumata Rau, Università di Auckland, ha dimostrato un nuovo metodo di trattamento per le lesioni del midollo spinale nel “Trattamento quotidiano con campo elettrico che migliora i risultati funzionali dopo contusione toracica e lesione del midollo spinale nei ratti" studio.

Questo articolo approfondisce la creazione di un dispositivo avanzato a film ultrasottile, progettato per essere impiantato sotto la dura madre. L'impianto utilizza elettrodi a supercondensatore e basse frequenze per migliorare la biotollerabilità, facilitando la creazione di strategie di trattamento a lungo termine.

Fonte - Università di Auckland

Progettato per non ostacolare la vita

Gli ingegneri hanno capito che il loro impianto doveva essere ultrasottile per rimanere comodamente in posizione. Hanno iniziato ripensando gli elettrodi. Hanno eliminato quelli metallici utilizzati negli approcci precedenti. Al loro posto sono stati utilizzati elettrodi rivestiti con film di ossido di iridio spruzzato (SIROF).

Questi elettrodi sono stati dimensionati per migliorarne anche le capacità. In particolare, gli elettrodi sono progettati per essere impiantati direttamente nel midollo spinale, dove possono applicare una piccola corrente al sito lesionato. I ricercatori, con entusiasmo, hanno provato diversi approcci prima di optare per questo particolare metodo e dispositivo di fabbricazione a film sottile.

Alternare la polarità

Il nuovo sistema di impianto del midollo spinale applica una carica alternata ogni 15 minuti al tessuto danneggiato. Questa carica è impostata a circa 0.5 MHz, consentendo di favorire la crescita assonale in entrambe le direzioni. Nello specifico, il dispositivo utilizza una stimolazione con impulso di 250 ms. Sorprendentemente, questo impulso è molto più lungo rispetto agli approcci tradizionali e può funzionare senza alcuna esposizione al die-back degli elettrodi.

Test degli impianti del midollo spinale

Gli scienziati hanno impiegato 12 settimane per dimostrare la fattibilità del loro studio. La fase di test ha previsto l'impianto del dispositivo in topi da laboratorio. I topi sono tra i pochi animali in grado di guarire naturalmente dalle lesioni del midollo spinale, il che li rende un punto di partenza ideale per questo lavoro.

Gli ingegneri hanno condotto 4 settimane di trattamento e poi hanno monitorato le risposte degli animali. Al termine del test, è stato esaminato il tessuto del midollo spinale del ratto. Fondamentalmente, sono stati testati sia i ratti trattati che quelli non trattati per verificare esattamente quali miglioramenti al processo di guarigione il nuovo trattamento apportasse.

Risultati dell'impianto del midollo spinale

I risultati del test sono stati impressionanti. Gli ingegneri hanno notato che il trattamento ha ripristinato in modo sicuro il movimento nei ratti dopo gravi lesioni al midollo spinale. L'animale ha iniziato a mostrare segni di recupero sia del movimento che della sensibilità.

Come parte del test, le zampe dei ratti sono state sottoposte a una debole corrente elettrica. I ratti che avevano ricevuto il trattamento hanno riconosciuto e percepito la corrente elettrica durante il test, reagendo di conseguenza e allontanandosi. Sorprendentemente, hanno mostrato un miglioramento della guarigione a partire dalla prima settimana di test rispetto ai ratti non trattati.

I dati suggeriscono che la stimolazione subdurale abbia permesso ai soggetti di recuperare la funzionalità degli arti posteriori e la sensibilità tattile. Inoltre, l'approccio non ha infiammato la colonna vertebrale come gli approcci tradizionali. Hanno notato che gli elettrodi si diffondevano nei tessuti circostanti come i loro predecessori metallici.

Il team ha poi studiato gli elettrodi per verificare se producessero sottoprodotti nocivi o effetti collaterali dopo l'impianto. Non si è verificata alcuna contaminazione, il che significa che questo approccio consente agli ingegneri di applicare il trattamento più frequentemente e con minori rischi. Infine, i risultati dei test mostrano che i ratti trattati hanno mostrato prestazioni migliori in una varietà di test di abilità motoria, oltre a una maggiore conta cellulare nelle regioni cerebrali correlate alle capacità motorie.

Benefici degli impianti del midollo spinale

Molti benefici potrebbero rendere gli impianti spinali una svolta. Innanzitutto, non esiste un trattamento efficace a lungo termine per le lesioni del midollo spinale. Questo approccio aprirà la strada a ulteriori ricerche sugli effetti a lungo termine dell'elettrostimolazione sul corpo.

Il nuovo sistema offre ai pazienti periodi di stimolazione più lunghi. In particolare, il rapporto rileva che i nuovi catodi superano di 1000 volte le prestazioni dei loro predecessori, il che significa che il trattamento può erogare dosi più elevate senza causare alcun danno al paziente.

Meno potenza

Gli ingegneri hanno notato che l'approccio a polarità alternata è efficiente dal punto di vista energetico. Utilizza solo una frazione dell'energia richiesta da altri trattamenti basati su impianti. Questo basso fabbisogno energetico significa che il dispositivo può essere alimentato dal corpo tramite piezoelettronica o altri metodi diversi dalle batterie.

Maggiore penetrazione

Un altro importante vantaggio è che gli elettrodi più grandi garantiscono una penetrazione più profonda della FE all'interno del midollo spinale. Più profondi possono arrivare i segnali a bassa frequenza, più efficace è la risposta dell'organismo. Incredibilmente, il dispositivo migliora la penetrazione degli impulsi elettrici riducendo al contempo il consumo di energia.

Design confortevole

Uno dei maggiori vantaggi di questo approccio è che l'impianto non provoca alcun fastidio a chi lo indossa. L'approccio originale utilizzava un dispositivo molto più grande che poteva diventare fastidioso per chi lo indossava, creando un potenziale rischio di danni e altro ancora. Il nuovo approccio, che utilizza dispositivi ultrasottili, consente di indossare l'unità senza che il paziente se ne accorga.

Utilizzo più sicuro

Il team ha subito sottolineato come il nuovo trattamento sia molto più sicuro rispetto ai metodi alternativi. In particolare, il team ha documentato un'infiammazione molto inferiore nei pazienti. Non si sono verificati casi di danni al midollo spinale e il trattamento non ha prodotto reazioni faradaiche irreversibili all'interfaccia elettrodo-tessuto come i suoi predecessori. Inoltre, l'organismo non crea una risposta immunitaria al dispositivo.

Impianti del midollo spinale: applicazioni pratiche e cronologia:

Esistono numerose applicazioni pratiche per la tecnologia degli impianti spinali. Il caso d'uso più ovvio è quello di aiutare milioni di persone affette da lesione spinale in tutto il mondo a vivere una vita migliore. Questo approccio rappresenta un balzo in avanti monumentale nell'efficacia delle strategie terapeutiche.

timeline

Potrebbero volerci dai 7 ai 10 anni prima che questa tecnologia inizi a fare il suo ingresso ufficiale in campo medico. C'è ancora molta ricerca da fare sugli effetti a lungo termine dei trattamenti. Inoltre, gli ingegneri impiegheranno anni per ottenere l'approvazione delle autorità di regolamentazione a causa della complessità del trattamento e degli effetti di eventuali incidenti sui pazienti.

Ricercatori di impianti del midollo spinale

Lo studio sugli impianti del midollo spinale è stato condotto da ingegneri dell'Università di Auckland e della Chalmers University of Technology in Svezia. L'articolo indica il Dott. Bruce Harland come ricercatore principale dello studio. Ha inoltre beneficiato del supporto del Professor Darren Svirskis, di Maria Asplund e di diversi altri scienziati provenienti da università accreditate.

Impianti del midollo spinale futuri

Il futuro di questa tecnologia è luminoso. Il team si concentrerà ora sull'applicazione di quanto appreso per creare un dispositivo medico affidabile e preciso. Un giorno, il dispositivo potrebbe essere utile a milioni di persone affette da queste lesioni del midollo spinale che cambiano la vita. Inoltre, il gruppo approfondirà la ricerca su aspetti vitali del trattamento, come la frequenza, la durata e l'uso di farmaci in combinazione con l'approccio.

Investire nelle scienze della salute

Il settore della produzione di dispositivi medici è un settore competitivo con diversi attori dominanti. Queste aziende realizzano prodotti progettati per aiutare chi soffre di gravi patologie. Il loro impegno nel progresso della ricerca scientifica e della salute rende queste aziende tra le preferite dagli investitori. Ecco un'azienda leader in questo settore che contribuisce a portare i trattamenti a un livello superiore.

Tiziana Life Sciences (TLSA)

Tiziana Scienze della Vita (TLSA ) È entrata sul mercato nel 2013. Questa azienda biotecnologica con sede a Londra è specializzata nella ricerca e nello sviluppo di trattamenti per malattie neuroinfiammatorie e neurodegenerative come SM, SLA, Alzheimer e altre ancora. L'approccio e la tecnologia unici dell'azienda l'hanno resa un nome riconosciuto tra i fornitori di trattamenti per le lesioni del midollo spinale.

In particolare, Tiziana Life Sciences è l'unico fornitore che sta lavorando su un anticorpo monoclonale anti-CD3 completamente umano, progettato per aiutare chi soffre di danni neurologici. Il farmaco è attualmente in fase di sviluppo clinico e sta mostrando segnali di successo, con studi previsti per il 2026. Di conseguenza, molti analisti considerano TLSA un titolo con un elevato potenziale di rialzo.

Ultime notizie e sviluppi sulle azioni di Tiziana Life Sciences (TLSA)

Conclusione sugli impianti del midollo spinale

Purtroppo, non esiste un metodo affidabile ed efficace per offrire a chi soffre di lesioni del midollo spinale un percorso di recupero. Nella maggior parte dei casi, il danno è permanente. Fortunatamente, questo ultimo studio apre la strada a trattamenti futuri che potrebbero consentire a queste persone di ottenere una completa guarigione dalle lesioni senza effetti collaterali significativi. Per questo e per molti altri motivi, questi ingegneri meritano una standing ovation per il loro duro lavoro e la loro dedizione.

Scopri altre fantastiche scoperte mediche Qui..

Studi citati:

^{1. Harland, B., Matter, L., Lopez, S. et al. Il trattamento quotidiano con campi elettrici migliora i risultati funzionali dopo contusioni toraciche e lesioni del midollo spinale nei ratti. Nat Comun 16, 5372 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-60332-0}