La stimulation électrique offre de l'espoir aux personnes gravement atteintes de la moelle épinière
La stimulation électrique donne un nouvel espoir aux personnes atteintes de graves lésions de la moelle épinière. Une étude montre que quatre jeunes hommes atteints de paraplégie sont maintenant capables de bouger leurs jambes par eux-mêmes à l'aide d'une stimulation électrique de la colonne vertébrale. Les chercheurs pensent que la thérapie a le potentiel de changer le pronostic des personnes atteintes de paralysie, même des années après une blessure.
La découverte "offre une nouvelle perspective que la moelle épinière, même après une blessure grave, a un grand potentiel de récupération fonctionnelle." Source de la photo: 123RF.com.
Les hommes, paralysés depuis plus de 2 ans, ont pu fléchir les orteils, les chevilles et les genoux tout en utilisant une stimulation électrique. Une amélioration encore plus grande du mouvement a été constatée lorsque les hommes ont utilisé la stimulation en combinaison avec la rééducation physique. Les détails de cette découverte révolutionnaire ont été publiés dans la revue Brain .La découverte "offre une nouvelle perspective que la moelle épinière, même après une blessure grave, a un grand potentiel de récupération fonctionnelle", a déclaré Claudia Angeli, chercheuse principale, PhD, chercheuse principale, Human Locomotor Research Center au Frazier Rehab Institute, et professeur agrégé, Centre de recherche sur les lésions de la moelle épinière du Kentucky (KSCIRC) de l'Université de Louisville.
Kent Stephenson, la deuxième personne à subir une stimulation péridurale de la moelle épinière, lève volontairement la jambe pendant que son stimulateur est actif. Photo gracieuseté de l'Université de Louisville.
Fonctionnement de la stimulation électrique
La stimulation électrique implique des impulsions d'électricité qui sont envoyées le long de la colonne vertébrale pour imiter les signaux que le cerveau envoie normalement pour initier le mouvement. Les impulsions électriques sont délivrées par un stimulateur qui est placé chirurgicalement sur la moelle épinière.
Rob Summers, qui est paralysé sous sa poitrine, a été le premier à bénéficier de ce traitement. Il a reçu des impulsions électriques à sa moelle épinière juste en dessous de la blessure lors d'un entraînement quotidien dans lequel il était suspendu dans un harnais au-dessus d'un tapis roulant pendant que les chercheurs l'aidaient à se tenir debout ou à marcher. Finalement, Rob pourrait rester seul jusqu'à 4 minutes. Sept mois après le début du procès, Rob a repris un certain contrôle volontaire de ses jambes.
Tous les hommes ont pu synchroniser les mouvements de la jambe, de la cheville et des orteils à l'unisson avec un signal visuel de la montée et de la chute d'une vague affichée sur un écran d'ordinateur, et trois des quatre ont pu changer la force à laquelle ils ont fléchi leur jambe, en fonction de l'intensité de trois signaux auditifs différents.
«Le fait que le cerveau soit capable de tirer parti des quelques connexions qui peuvent rester, puis de traiter ces informations visuelles, auditives et perceptuelles complexes, est assez étonnant. Il nous indique que les informations provenant du cerveau arrivent au bon endroit dans la moelle épinière, afin que la personne puisse contrôler, avec une précision assez impressionnante, la nature du mouvement », a déclaré V. Reggie Edgerton, PhD, chercheur responsable. pour développer cette approche de la thérapie. Le Dr Edgerton est professeur émérite de biologie intégrative, physiologie, neurobiologie et neurochirurgie à l'Université de Californie à Los Angeles.
Autres améliorations de la santé
Les quatre hommes ont pu supporter leur propre poids et ont également montré d'autres améliorations de la santé, telles qu'une augmentation de la masse musculaire, moins de fatigue et un plus grand sentiment de bien-être. Rob, par exemple, Rob a commencé à avoir un meilleur contrôle de la pression artérielle, une régulation de la température corporelle, un contrôle de la vessie et une fonction sexuelle.
Les chercheurs étudient si la stimulation péridurale peut être utilisée pour aider les personnes atteintes de paralysie des bras et développent une technologie pour fournir une stimulation vertébrale à travers la peau plutôt que d'avoir à implanter chirurgicalement le stimulateur. De plus, les chercheurs travaillent à faire progresser la technologie des stimulateurs électriques pour aider à mieux contrôler les mouvements des personnes paralysées.
Commentaire
Par les Drs. Narihito Nagoshi et Michael G Fehlings
Récemment, une grande attention a été portée aux stratégies thérapeutiques pour les lésions de la moelle épinière (SCI), y compris la transplantation cellulaire et / ou l'administration de médicaments. Des essais cliniques de cellules précurseurs neurales pour la SCI ont déjà eu lieu 1, tout comme des essais de cellules souches mésenchymateuses 1 et de médicaments tels que les antagonistes du sodium / glutamate 2 et l'antibiotique minocycline 3 . Dans ce contexte, les travaux présentés par Angeli et ses collègues dans un numéro actuel de Brain présentent une nouvelle stratégie pour le traitement de la SCI 4 . Dans leur étude, 4 patients atteints de LME motrice complète ont été recrutés. Plus de 2 ans s'étaient écoulés depuis le SCI chez tous les patients, et les niveaux de blessures variaient de C7 à T5. Des unités de stimulation péridurale de la moelle épinière ont été implantées chirurgicalement au niveau de T11 / 12. Étonnamment, les 4 patients atteints de paralysie chronique complète ont retrouvé le mouvement volontaire de leurs jambes grâce à la stimulation péridurale peu de temps après l'implantation de l'appareil. De plus, les patients pouvaient activer le mouvement moteur de leurs jambes en fonction d'indices visuels et auditifs. L'entraînement répétitif debout et volontaire utilisant la stimulation péridurale a favorisé une génération de force plus élevée et une précision du mouvement des muscles des jambes.
Le point frappant de cette étude est que la stratégie thérapeutique pour la SCI ne se concentrait pas sur le site de la lésion lui-même, mais en dessous du niveau du site de la lésion sur la moelle épinière. Dans la thérapie de transplantation cellulaire, l'accent est mis sur le remplacement des cellules neuronales endommagées et la promotion de la régénération et de la remyélinisation des axones sur et à travers le site de la lésion. Cependant, les résultats de ce travail démontrent une nouvelle stratégie d'activation des circuits de la moelle épinière sous le niveau de blessure par stimulation péridurale, sans aucun traitement direct du site de la lésion. Dans la moelle épinière lombaire, des générateurs de motifs centraux (CPG) qui contrôlent le comportement locomoteur des membres postérieurs sont connus pour exister 5, et la stimulation épidurale dans ce travail pourrait contribuer à la réactivation des circuits neuronaux CPG. En revanche, le mécanisme par lequel les entrées visuelles et auditives descendent vers les circuits de la colonne vertébrale à travers des axones fortement perturbés dans le site de la lésion reste insaisissable. Cependant, Courtine et ses collègues ont démontré qu'en l'absence de tout apport suprarachidien, les mécanismes d'apprentissage dépendants de l'utilisation peuvent favoriser la récupération de la locomotion complète du tapis roulant avec poids dans le modèle rongeur de SCI 6 . Par conséquent, la stimulation des circuits neuronaux CPG dans la moelle épinière lombaire pourrait être une nouvelle cible thérapeutique pour la SCI.
La principale limitation de ce travail est le petit nombre de patients inscrits. Bien que les patients soient relativement jeunes (moyenne de 26, 9 ans), la prévalence de la SCI a tendance à augmenter chez les patients gériatriques 7, et les résultats dans ce groupe de patients doivent être examinés. De futures études seront nécessaires pour étudier les effets fonctionnels de la stimulation péridurale et de la formation dans des essais cliniques plus importants.
Afficher les sourcesAngeli CA, Edgerton VR, Gerasimenko YP, Harkema SJ. Cerveau . 2014. doi: 10.1093 / brain / awu038.
National Institutes of Health. La stimulation de la colonne vertébrale aide quatre patients atteints de paraplégie à retrouver un mouvement volontaire. http://www.nih.gov/news/health/apr2014/nibib-08.htm. Consulté le 8 avril 2014.
Université de Louisville. Quatre hommes paraplégiques bougent volontairement leurs jambes, une «percée sans précédent» pour la communauté des paralysés. http://louisville.edu/medicine/news/four-paraplegic-men-voluntarily-move-their-legs-an-unprecedented-breakthrough-for-paralysis-community. Consulté le 8 avril 2014.
Références de commentaires
1. Tetzlaff W et al. Une revue systématique des thérapies de transplantation cellulaire pour les lésions de la moelle épinière. J Neurotrauma . 28: 1611-1682, doi: 10.1089 / neu.2009.1177 (2011).
2. Fehlings MG et al. Riluzole pour le traitement des lésions traumatiques aiguës de la moelle épinière: justification et conception de l'essai clinique de phase I du NACTN. J Neurosurg Spine . 17: 151-156, doi: 10.3171 / 2012.4.AOSPINE1259 (2012).
3. Casha S et al. Résultats d'un essai randomisé contrôlé par placebo de phase II sur la minocycline dans les lésions aiguës de la moelle épinière. Cerveau . 135: 1224-1236, doi: 10.1093 / brain / aws072aws072 [pii] (2012).
4. Angeli CA, Edgerton VR, Gerasimenko YP, Harkema SJ. La modification de l'excitabilité de la moelle épinière permet des mouvements volontaires après une paralysie chronique complète chez l'homme. Cerveau . doi: awu038 [pii] 10.1093 / brain / awu038 (2014).
5. Kiehn O. Circuits locomoteurs dans la moelle épinière des mammifères. Annu Rev Neurosci . 29: 279-306, doi: 10.1146 / annurev.neuro.29.051605.112910 (2006).
6. Courtine G et al. Transformation des circuits vertébraux non fonctionnels en états fonctionnels après la perte de l'entrée cérébrale. Nat Neurosci . 12: 1333-1342, doi: 10.1038 / nn.2401nn.2401 [pii] (2009).
7. Martin ND et al. Le point d'inflexion de mortalité pour l'âge et les lésions aiguës de la moelle épinière. J Trauma . 71: 380-385; discussion 385-386, doi: 10.1097 / TA.0b013e318228221f00005373-201108000-00016 [pii] (2011).
