Bypassare e riparare le lesioni del midollo spinale

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Nel 2018, David Mzee è stato in grado di camminare grazie a una precisa stimolaz
Nel 2018, David Mzee è stato in grado di camminare grazie a una precisa stimolazione elettrica del suo midollo spinale tramite un impianto wireless - 2018 EPFL / Jamani Caillet - CC-BY-SA 4.0
Da oltre 10 anni, gli approcci terapeutici proposti da Grégoire Courtine, Jocelyne Bloch e dal loro team sono una storia di successo. Ecco una panoramica delle numerose scoperte annunciate dai ricercatori dell’EPFL e del CHUV.

All’inizio di novembre sono state trasmesse in tutto il mondo le immagini di un paziente affetto da Parkinson. Mostravano come, grazie a un impianto, il 62enne Marc fosse in grado di camminare in modo quasi naturale invece di "pattinare" ogni volta che attraversava una porta.


Pochi mesi prima, un altro paziente, tetraplegico in seguito a un incidente, aveva ripreso il controllo delle gambe con la sola forza della mente. In entrambi i casi, un campo di elettrodi flessibili posizionati sul midollo spinale è subentrato per bypassare una lesione e applicare segnali elettrici nei punti giusti.

Comprensione approfondita

Il controllo della deambulazione da parte del cervello era già stato oggetto della tesi di dottorato di Grégoire Courtine nel 2003. Anni di ricerche approfondite, che hanno permesso di descrivere la natura e l’organizzazione dei segnali elettrici trasmessi agli arti attraverso il midollo spinale, hanno consentito di realizzare una vera e propria impresa nel 2012: restituire la capacità di camminare a topi paraplegici. La pubblicazione su Science di quell’anno ha dato impulso al lavoro di Courtine e del suo team. La nostra ricerca si è inizialmente basata su una comprensione approfondita dei meccanismi fisiologici che consentono la deambulazione", spiega Courtine. Solo successivamente abbiamo sviluppato l’elettrostimolazione per imitare le istruzioni inviate dal cervello".

La ricercatrice si è circondata dei partner giusti. Stéphanie Lacour, che è anche professoressa all’EPFL, è specializzata in impianti flessibili. Nel suo laboratorio sono stati sviluppati i campi di elettrodi che, applicati direttamente alla dura madre del midollo spinale, simulano gli impulsi cerebrali quando il passaggio naturale di questi impulsi è bloccato. Il neurochirurgo Jocelyne Bloch, del CHUV, è stato responsabile dell’applicazione di questi elettrodi.

Diverse condizioni mirate

L’idea di ristabilire un "ponte" tra il cervello e gli arti non si applica solo ai pazienti che hanno subito lesioni. Anche alcune malattie, come il Parkinson, hanno un impatto sulle capacità motorie. Altre, come l’atrofia del sistema multiplo (MSA), causano problemi di pressione sanguigna che possono condannare i pazienti a rimanere sdraiati. Anche in questo caso, una stimolazione mirata del midollo spinale può ripristinare il controllo della pressione sanguigna. "Il bello del nostro lavoro è che può essere applicato a un gran numero di patologie e funzioni neurologiche", aggiunge Grégoire Courtine.

Hanno anche il vantaggio di poter incorporare gli sviluppi tecnologici. Ad esempio, i ricercatori stanno utilizzando l’intelligenza artificiale per decodificare e imitare i segnali cerebrali pertinenti, al fine di attivare i movimenti degli arti in modo più preciso.

Verso una strategia di guarigione

La ricerca condotta presso il. NeuroRestore, con sede all’EPFL e al CHUV, che Grégoire Courtine co-dirige insieme a Jocelyne Bloch, va oltre la creazione di impianti. Si interessa anche alla rigenerazione delle fibre nervose attraverso le lesioni, resa possibile combinando la somministrazione di terapie geniche specifiche con un processo di riabilitazione che può basarsi su neuroprotesi. "Siamo convinti che un trattamento completo delle lesioni del midollo spinale in futuro dovrà coinvolgere entrambi gli approcci in parallelo: quello biologico, che consente la ricrescita delle fibre nervose, e quello basato sulle nostre neuroprotesi, che ripristina una comunicazione efficace tra il cervello e i neuroni dedicati alla mobilità", ha dichiarato Grégoire Courtine a settembre, in occasione di una nuova pubblicazione su Science che dimostra un miglioramento significativo nella ricrescita delle fibre nervose.una nuova pubblicazione su Science che dimostra una strategia che favorisce la ricrescita delle fibre nervose nei topi.


Per quanto spettacolari, queste imprese sono attualmente limitate a un numero molto ristretto di pazienti in fase di sperimentazione clinica. Tuttavia, l’ambizione dei ricercatori che ne sono all’origine è inversamente proporzionale: sia attraverso il centro NeuroRestore che con la start-up Onward Medical, l’obiettivo è chiaramente quello di fare di questi successi le prime pietre miliari di approcci terapeutici di cui possa beneficiare il maggior numero possibile di persone in futuro.