Laureat nagrody HDBuzz 2012: Głęboka stymulacja mózgu w chorobie Huntingtona

Głęboka stymulacja mózgu – procedura, w której miniaturowe elektrody uwalniające impulsy elektryczne są wszczepiane do mózgu – brzmi jak coś z przerażającego filmu science fiction. Jednak to przypominające sci-fi leczenie może okazać się przydatne w zmniejszaniu objawów niekontrolowanych ruchów znanych jako chorea u pacjentów z chorobą Huntingtona.

Ten artykuł autorstwa Melissy Christianson z Duke University jest zwycięzcą nagrody HDBuzz 2012 dla młodych pisarzy naukowych. Gratulacje dla Melissy, która wygrywa 500 funtów i dołączyła do naszego zespołu stałych autorów.

Chorea: główny objaw choroby Huntingtona

Jednym z najbardziej charakterystycznych objawów choroby Huntingtona (HD) jest postępujący rozwój niekontrolowanych ruchów mięśni, znanych jako pląsawica. Chociaż termin pląsawica dosłownie oznacza 'taniec’, jego lekkie brzmienie nie oddaje prawdziwego wpływu na życie osób z HD. Pląsawica może zakłócać codzienne funkcjonowanie, a w niektórych przypadkach może zagrażać zdrowiu i samodzielności.

Naukowcy uważają, że chorea jest spowodowana śmiercią komórek mózgowych w określonej części mózgu zwanej prążkowiem. Normalnie komórki w prążkowiu działają jak dyrygent symfonii: starannie równoważą poziomy aktywności z każdej sekcji mózgu (szczególnie tych zaangażowanych w ruch), żeby uzyskać jasny, skoordynowany rezultat. Kiedy jednak komórki z prążkowia umierają w HD, symfonia mózgu traci swojego dyrygenta. Tak jak muzyka z orkiestry bez dyrygenta staje się dysonansowa, tak też aktywność w mózgu traci swoją harmonię bez starannego równoważenia przez prążkowie. W konsekwencji komórki pozostałe w reszcie mózgu tworzą nowe, niezrównoważone wzorce aktywności, które powodują niekontrolowane ruchy chorei.

Jednak naukowcy badają obecnie specjalną procedurę znaną jako głęboka stymulacja mózgu lub 'DBS’, która może być w stanie przerwać te zaburzone wzorce i zmniejszyć pląsawicę w HD.

Głęboka stymulacja mózgu: przycisk reset dla mózgu z HD?

Głęboka stymulacja mózgu rzeczywiście brzmi jak coś z filmu science fiction. W DBS lekarze wszczepią maleńkie elektrody w określone części mózgu (jak te kontrolujące ruch), żeby te elektrody mogły wysyłać miniaturowe impulsy elektryczne do otaczających regionów mózgu. Chociaż elektryczność jest językiem, którego komórki mózgowe używają do komunikacji, te elektrody nie próbują grzecznie rozmawiać z pobliskimi komórkami mózgowymi. Raczej robią coś równoważnego krzyczeniu na pobliskie komórki mózgowe, żeby się zamknęły!

Z naukowego punktu widzenia, założenie jest takie, że prąd elektryczny płynący z elektrod wycisza sygnały pochodzące z pobliskich komórek mózgowych. To wyciszenie mogłoby być niezwykle użyteczne w obszarach mózgu dotkniętych HD, które straciły swojego 'dyrygenta’ w prążkowiu i w rezultacie wysyłają niezrównoważone wzorce aktywności powodujące pląsawicę. W pewnym sensie elektrody działałyby jak przycisk reset w kręgielni, pozwalając lekarzom przerwać chaotyczne wzorce aktywności mózgu i tym samym zatrzymać ruchy pląsawicze.

Głęboka stymulacja mózgu w walce z HD

Naukowcy z całego świata zaczynają teraz badać, jak używać głębokiej stymulacji mózgu do leczenia osób z chorobą Huntingtona. Opierając się na wcześniejszych pracach z pacjentami z chorobą Parkinsona skutecznie leczonymi DBS, ci naukowcy zaczęli testować, czy głęboka stymulacja mózgu poprawia takie rzeczy jak chorea, koordynacja ruchowa, niezależność i zdolność funkcjonalna u ludzi z HD.

Chociaż te badania postępowały głównie małymi krokami, odkrycia z ostatnich dziesięciu lat są ogólnie obiecujące. W każdym z sześciu opublikowanych dotychczas studiów przypadków pacjentów chorea u osób z HD poprawiła się po leczeniu DBS. Wiele z tych badań zauważyło również, że pacjenci z HD poprawili się pod względem koordynacji ruchowej, niezależności i zdolności funkcjonalnej po leczeniu DBS. Wreszcie, pacjenci w tych badaniach rozwinęli niewiele negatywnych skutków ubocznych z powodu głębokiej stymulacji mózgu, a wszelkie skutki uboczne można było ogólnie wyeliminować przez dostrajanie szczegółów procedury głębokiej stymulacji mózgu.

Diabeł tkwi w szczegółach

Z tych obiecujących odkryć jasne jest jednak również to, że naukowcy mają jeszcze dużo pracy do wykonania, zanim będą mogli z jakąkolwiek pewnością opisać optymalny sposób wykonywania głębokiej stymulacji mózgu u osób z HD. Na przykład muszą znaleźć dokładnie miejsce, gdzie umieścić elektrody, żeby najlepiej zakłócały niezamierzone, choreiczne ruchy, ale nie zamierzone, normalne ruchy pacjentów z HD. Siła sygnałów elektrycznych pochodzących z elektrod jest również ważna: sygnały zbyt słabe nie będą miały wpływu na choreę, podczas gdy te zbyt silne mogą powodować tak niebezpieczne konsekwencje jak uszkodzenie pobliskich komórek mózgowych lub napady padaczkowe. Nic dziwnego (ponieważ każdy człowiek na planecie ma unikalny mózg), że oba te parametry wydają się różnić między osobami. Tak więc badania mają jeszcze długą drogę przed sobą, zanim głęboka stymulacja mózgu stanie się realną i spójną opcją leczenia w klinice.

Ponadto odkrycia z tych wczesnych, obiecujących badań muszą być interpretowane bardzo ostrożnie z kilku powodów metodologicznych. Po pierwsze, naukowcy badali głęboką stymulację mózgu tylko u bardzo małej liczby osób z HD. Wyciąganie ogólnych wniosków na podstawie tak małej liczby ludzi jest niebezpieczne. Na przykład zastanów się, co by się stało, gdybyś zapytał następne sześć osób, które spotkasz, o ich wzrost i obliczył średnią. Czy ta liczba rzeczywiście wskazywałaby na średni wzrost człowieka? Z pewnością nie, gdybyś przeprowadzał swoją ankietę na boisku do koszykówki! Tak więc, czy pozytywne efekty opisane powyżej są rzeczywiste i dotyczą ogólnie populacji HD, pozostaje do ustalenia.

Po drugie, większość badań zgłoszonych do tej pory śledziła pacjentów z HD leczonych DBS tylko przez krótki czas po leczeniu (od miesięcy do kilku lat). Istnieje wiele przykładów leczenia badawczego, które jest świetne początkowo, a potem staje się nieskuteczne lub nawet szkodliwe później. Pomyśl tylko o tym, jak dużo lepiej czujesz się po czekoladzie, kiedy jesteś smutny… i jak okropnie czujesz się po zjedzeniu całej torby M&Ms. Tak więc, nawet jeśli DBS poprawia choreę na początku, nie jest jasne, czy będzie nadal skuteczne u pacjentów leczonych przez dłuższy czas.

Kolejną trudnością jest praktyczność. DBS wymaga delikatnej, precyzyjnej operacji mózgu, która jest znana ze swojej złożoności nawet w najlepszych warunkach. Jednak w przypadku operowania na obszarach mózgu, które stopniowo zmniejszyły się z powodu obumierania neuronów, ryzyko powikłań lub nietrafienia w cel jest jeszcze wyższe. Oznacza to, że DBS nigdy nie stanie się 'rutynowym’ leczeniem dla pacjentów z HD.

Wreszcie, szczególnym problemem w studiach przypadków pacjentów jest to, że często publikowane są tylko te studia przypadków, które są udane – innymi słowy, badania, w których pacjenci się poprawiają. To nie jest nowy trend w publikacjach naukowych. Na przykład Thomas Edison nie opublikował pierwszych 1000 sposobów, jak nie wynaleźć żarówki, tylko ostatnią udaną próbę. Tak więc ogólnie pozytywne odkrycia omówione powyżej mogą nie być kompletnym opisem badań nad DBS, które rzeczywiście zostały przeprowadzone.

Podsumowanie

W świetle wszystkich tych zastrzeżeń, co głęboka stymulacja mózgu rzeczywiście oznacza dla walki z chorobą Huntingtona? Po pierwsze, ważne jest, żeby pamiętać, że DBS nigdy nie wyleczy HD, ponieważ nie zapobiega śmierci komórek mózgowych. Nawet jeśli głęboka stymulacja mózgu działa w zmniejszaniu chorei, HD nadal będzie bardzo realną, bardzo nieuleczalną chorobą.

Jednak głęboka stymulacja mózgu może mieć potencjał jako leczenie objawów choroby Huntingtona, szczególnie chorei. Używanie DBS do zmniejszenia lub zapobiegania niekontrolowanym ruchom związanym z HD nie byłoby tylko środkiem paliatywnym, ale zamiast tego mogłoby wydłużyć funkcjonalną oczekiwaną długość życia dotkniętych HD osób, pomagając im utrzymać zdrowie i niezależność po wystąpieniu choroby.

To z tym celem naukowcy będą kontynuować badania nad tym, jak najlepiej zastosować głęboką stymulację mózgu jako potencjalne leczenie choroby Huntingtona.

Dowiedz się więcej

• Artykuł przeglądowy z 2012 roku w czasopiśmie Movement Disorders podsumowujący zastosowanie DBS w leczeniu chorei (otwarty dostęp)