Infrarood lichttherapie voor herstel van ruggenmergletsel heeft een belangrijke mijlpaal bereikt

Patiënten met een dwarslaesie (SCI) kunnen in de toekomst baat hebben bij behandelingen die gericht zijn op het herstellen van zenuwverbindingen met behulp van rood en nabij-infrarood licht.

De methode, ontwikkeld door wetenschappers aan de Universiteit van Birmingham in het Verenigd Koninkrijk en gepatenteerd door University of Birmingham Enterprise, houdt in dat licht rechtstreeks op de plek van de verwonding wordt gericht.

Recent onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Bioengineering and Translational Medicine, heeft de optimale ‘dosis’ voor deze nieuwe therapeutische aanpak geïdentificeerd en aangetoond dat deze tot aanzienlijke therapeutische verbeteringen kan leiden, waaronder een aanzienlijk herstel van gevoel en beweging, en de regeneratie van beschadigde zenuwcellen.

Onderzoekers onder leiding van professor Zubair Ahmed gebruikten celmodellen van SCI om de frequentie en duur van het licht te bepalen dat nodig is om maximaal functioneel herstel te bereiken en de groei van zenuwcellen te stimuleren.

Ze ontdekten dat het toedienen van 660nm rood licht gedurende één minuut per dag de levensvatbaarheid van cellen (een meting van het aantal levende cellen) met 45% verhoogde gedurende vijf dagen van behandeling.

Professor Ahmed zei: "Opwindend genoeg toonde dit aspect van de studie aan dat het effect van 660nm-licht zowel neuroprotectief was, waarbij het de overleving van zenuwcellen verbeterde, als neuroregeneratief, waarbij het de groei van zenuwcellen stimuleerde."

De onderzoekers bestudeerden ook de effecten van lichttherapie in preklinische modellen van dwarslaesie. Hierbij gebruikten ze twee verschillende methoden: een implanteerbaar apparaat en transdermale toediening, waarbij een lichtbron op de huid wordt geplaatst.

Uit hun onderzoek kwamen vergelijkbare resultaten naar voren voor beide toedieningsmethoden: een dosis van 660 nm licht, dagelijks gedurende één minuut toegediend gedurende zeven dagen, resulteerde in minder littekenweefsel op de plaats van de verwonding en aanzienlijk functioneel herstel.

De onderzoekers constateerden daarnaast een aanzienlijke vermindering van zowel gaatjes als littekens, evenals een toename van de hoeveelheid eiwitten die verband houden met de regeneratie van zenuwcellen en verbeterde verbindingen tussen cellen in het beschadigde gebied van het ruggenmerg.

Dit is de eerste keer dat transdermale en directe lichttoediening zijn vergeleken bij SCI. De resultaten zijn een mijlpaal voor de onderzoekers, die al extra financiering hebben ontvangen en van plan zijn om een implanteerbaar apparaat te ontwikkelen voor gebruik bij mensen met traumatisch SCI. Op dit moment zijn er nog geen behandelingen die cellen behouden of neurologische functies verbeteren.

Andrew Stevens, eerste auteur van de studie en neurochirurg, legt uit: "Operaties na een dwarslaesie zijn routine, maar momenteel zijn deze operaties alleen gericht op het stabiliseren van de schade aan de botten van de wervelkolom die door de verwonding is veroorzaakt. Dit concept is ongelooflijk spannend, omdat het chirurgen de mogelijkheid zou kunnen bieden om tijdens dezelfde operatie een apparaat te implanteren dat het ruggenmerg zelf kan helpen beschermen en herstellen."

Professor Ahmed vervolgt: "Om lichttherapie geschikt te maken voor de behandeling van ruggenmergletsel bij mensen, is een implanteerbaar apparaat nodig dat direct zicht biedt op het beschadigde weefsel en een grotere precisie en standaardisatie van de dosering mogelijk maakt, zonder dat dit wordt gehinderd door de dikte van de huid en andere weefsels rondom het ruggenmerg.

Fotobiomodulatie (PBM) kan een haalbare therapeutische aanpak bieden met behulp van rood of nabij-infrarood licht om herstel na een dwarslaesie te bevorderen door neuro-inflammatie te verminderen en neuronale apoptose te voorkomen. Ons huidige onderzoek is gericht op het optimaliseren van PBM-doseringsschema's en het ontwikkelen en valideren van de werkzaamheid van een invasief PBM-toedieningsparadigma voor dwarslaesie.

Het onderzoeksteam is nu op zoek naar commerciële partners of investeerders om de volgende stappen te zetten in de ontwikkeling van een prototype-apparaat dat kan worden gebruikt in de eerste klinische testen op mensen.