Tägliche Behandlung mit elektrischen Feldern verbessert die funktionellen Ergebnisse bei Querschnittlähmung

Die Möglichkeiten die sensorischen, motorischen und autonomen Funktionen wiederherzustellen, die oft mit einer Querschnittlähmung einhergehen sind begrenzt. Ein neuseeländisches Forscherteam untersuchte nun die Auswirkung niederfrequenter elektrischer Felder zur Regeneration betroffener Axone im Rückenmark. Mit einem Implantat.

Studien (mit vielversprechenden Ergebnissen) zu gezielte Stromstöße an der Läsionsstelle gab es in der Vergangenheit bereits, doch waren die bisherverwendeten Metallelektroden anfällig für Korrosion, und ihre epidurale Platzierung schränkte das Eindringen des elektrischen Feldes in das Rückenmark ein. Die vorliegende Studie zeigt, dass ein Dünnschichtimplantat mit superkapazitiven Elektroden, das unter der Dura mater platziert wird, eine sichere und wirksame Behandlung mit elektrischen Feldern bei Ratten mit Querschnittlähmung im Brustwirbelbereich ermöglicht. Die subdurale Stimulation verbesserte die Funktion der hinteren Gliedmaßen und die Berührungsempfindlichkeit im Vergleich zu Kontrollpersonen, ohne eine neuroinflammatorische Reaktion im Rückenmark auszulösen.

Die Studie

Bei Rückenmarksverletzungen wird das Signal zwischen Gehirn und Körper unterbrochen, was häufig zu einem Funktionsverlust führt. „Im Gegensatz zu einer Schnittwunde auf der Haut, die normalerweise von selbst heilt, regeneriert sich das Rückenmark nicht effektiv, was diese Verletzungen verheerend und derzeit unheilbar macht“, sagt der leitende Forscher Dr. Bruce Harland, ein leitender Forschungsmitarbeiter an der School of Pharmacy der Waipapa Taumata Rau, University of Auckland.

Gefördertes Wachstum des Nervengewebes

Vor der Geburt und in geringerem Maße auch danach spielen natürlich auftretende elektrische Felder eine wichtige Rolle bei der frühen Entwicklung des Nervensystems, indem sie das Wachstum des Nervengewebes entlang des Rückenmarks fördern und steuern. Dieses elektrische Leitsystem machen sich die Wissenschaftler nun auch im Labor zunutze.

„Wir haben ein ultradünnes Implantat entwickelt, das direkt auf dem Rückenmark sitzt und bei Ratten genau über der Verletzungsstelle positioniert wird“, sagt Dr. Harland. Das Gerät gibt einen sorgfältig kontrollierten elektrischen Strom an die Verletzungsstelle ab.

Erfolg im Tiermodell

Im Gegensatz zum Menschen haben Ratten eine größere Fähigkeit zur spontanen Erholung nach einer Rückenmarksverletzung, so dass die Forscher die natürliche Heilung mit der durch elektrische Stimulation unterstützten Heilung vergleichen konnten. Nach vier Wochen zeigten die Tiere, die täglich mit elektrischen Feldern behandelt wurden, eine verbesserte Bewegung im Vergleich zu den Tieren, die nicht behandelt wurden.

Während der gesamten 12-wöchigen Studie reagierte die behandelte Gruppe auch schneller auf sanfte Berührungen. „Dies deutet darauf hin, dass die Behandlung die Wiederherstellung sowohl der Bewegung als auch der Empfindung unterstützte“, sagt Harland. „Ebenso wichtig ist, dass unsere Analyse bestätigte, dass die Behandlung keine Entzündungen oder andere Schäden am Rückenmark verursachte, was zeigt, dass sie nicht nur wirksam, sondern auch sicher war“.

„Langfristig ist es das Ziel, diese Technologie in ein medizinisches Gerät umzuwandeln, das Menschen mit Rückenmarksverletzungen zugutekommen könnte“, sagt Professor Maria Asplund von der Chalmers University of Technology.

In einem nächsten Schritt soll nun untersucht werden, wie sich unterschiedliche Dosen, einschließlich der Stärke, Häufigkeit und Dauer der Behandlung, auf die Genesung auswirken, um das wirksamste Rezept für die Wiederherstellung des Rückenmarks zu finden.

Zur Studie (in englischer Sprache) geht es hier: Daily electric field treatment improves functional outcomes after thoracic contusion spinal cord injury in rats | Nature Communications (externer Link)

Der-Querschnitt.de betreibt keine Forschung und entwickelt keine Produkte/Prototypen. Wer an der beschriebenen Methode oder den vorgestellten Prototypen Interesse hat, wendet sich bitte an die im Text genannten Einrichtungen.