Infrarød lysterapi til genopretning af rygmarvsskade når milepæl

Patienter med rygmarvsskade (SCI) kan drage fordel af fremtidige behandlinger, der sigter mod at genoprette nerveforbindelser ved hjælp af rødt og nær-infrarødt lys.

Metoden, udviklet af forskere fra University of Birmingham, UK, og patenteret af University of Birmingham Enterprise, involverer levering af lys direkte til skadestedet.

Nylige undersøgelser offentliggjort i journal of Bioengineering and Translational Medicine har identificeret den optimale "dosis" for denne nye terapeutiske tilgang og viser, at den kan producere betydelige terapeutiske forbedringer, herunder betydelig genoprettelse af følsomhed og bevægelse, samt regenerering af beskadigede nerveceller.

Forskere ledet af professor Zubair Ahmed brugte cellulære modeller af SCI til at bestemme frekvensen og varigheden af lys, der kræves for at opnå maksimal genoprettelse af funktion og stimulering af nervecellevækst.

De fandt ud af, at levering af 660 nm rødt lys i et minut om dagen øgede cellelevedygtigheden (en måling af antallet af levende celler) med 45 % over fem dages behandling.

Professor Ahmed sagde: "Spændende nok viste dette aspekt af undersøgelsen, at effekten af 660nm lys både var neurobeskyttende, hvilket forbedrede nervecellernes overlevelse, og neuroregenerativ, som stimulerede væksten af nerveceller."

Forskerne undersøgte også effekten af lysterapi i prækliniske modeller af SCI. Her brugte de to forskellige metoder: en implanterbar enhed og transdermal levering, hvor en lyskilde placeres på huden.

Deres undersøgelse viste sammenlignelige resultater for begge leveringsmetoder: en dosis på 660 nm lys leveret dagligt i et minut i syv dage resulterede i reduceret vævsardannelse på skadestedet og betydelig funktionel genopretning.

Forskerne fandt også en signifikant reduktion i både hulrum og ardannelse, samt øgede niveauer af proteiner forbundet med nervecelle-regenerering og forbedrede forbindelser mellem celler i det beskadigede område af rygmarven.

Dette er første gang transdermal og direkte lyslevering er blevet sammenlignet i SCI, og resultaterne er en vigtig milepæl for forskerne, som allerede har modtaget yderligere finansiering og planlægger at udvikle en implanterbar enhed til brug hos mennesker med traumatisk SCI, hvor der i øjeblikket ingen metoder er til at bevare celler eller forbedre neurologisk funktion.

Andrew Stevens, førsteforfatter af undersøgelsen og registrator for neurokirurgi, forklarer: "Kirurgi efter rygmarvsskade er almindelig, men i øjeblikket har disse operationer kun til formål at stabilisere skader på rygmarvsknoglerne forårsaget af skaden. Dette koncept er utroligt spændende, fordi det kan give kirurger mulighed for under den samme operation at implantere en enhed, der kan hjælpe med at beskytte og reparere selve rygmarven."

Professor Ahmed fortsætter: "For at gøre lysterapi til en levedygtig behandling af SCI hos mennesker, vil en implanterbar enhed være nødvendig for at give direkte synlighed ind i det beskadigede væv og tillade større præcision og standardisering af dosering uden at blive hæmmet af tykkelsen af hud og andet væv, der omgiver rygmarven.

Photobiomodulation (PBM) kan give en levedygtig terapeutisk tilgang ved hjælp af rødt eller nær-infrarødt lys for at fremme restitution efter SCI ved at mildne neuroinflammation og forhindre neuronal apoptose. Vores nuværende forskning er rettet mod at optimere PBM-doseringsregimer og udvikle og validere effektiviteten af et invasivt PBM-leveringsparadigme for SCI."

Forskerholdet leder nu efter kommercielle partnere eller investorer til at tage de næste skridt for at udvikle en prototype enhed, der kan bruges i de første humane kliniske forsøg.