Infrarot-Lichttherapie zur Heilung von Rückenmarksverletzungen hat einen wichtigen Meilenstein erreicht

Patienten mit einer Rückenmarksverletzung könnten von zukünftigen Behandlungen profitieren, die auf die Wiederherstellung der Nervenverbindungen mithilfe von rotem und nahinfrarotem Licht abzielen.

Bei der Methode, die von Wissenschaftlern der University of Birmingham im Vereinigten Königreich entwickelt und von der University of Birmingham Enterprise patentiert wurde, wird Licht direkt an die Verletzungsstelle abgegeben.

In einer kürzlich in der Fachzeitschrift „Bioengineering and Translational Medicine“ veröffentlichten Studie wurde die optimale „Dosis“ für diesen neuen Therapieansatz ermittelt und gezeigt, dass dieser zu erheblichen therapeutischen Verbesserungen führen kann, darunter einer deutlichen Wiederherstellung von Empfindung und Bewegung sowie der Regeneration geschädigter Nervenzellen.

Forscher unter der Leitung von Professor Zubair Ahmed verwendeten Zellmodelle von SCI, um die Frequenz und Dauer des Lichts zu bestimmen, die für eine maximale funktionelle Wiederherstellung und die Stimulierung des Nervenzellwachstums erforderlich sind.

Sie fanden heraus, dass die Zufuhr von 660 nm rotem Licht für eine Minute pro Tag die Zelllebensfähigkeit (ein Maß für die Anzahl lebender Zellen) im Verlauf einer fünftägigen Behandlung um 45 % steigerte.

Professor Ahmed sagte: „Aufregenderweise zeigte dieser Aspekt der Studie, dass die Wirkung von 660-nm-Licht sowohl neuroprotektiv war, also das Überleben der Nervenzellen verbesserte, als auch neuroregenerativ, also das Wachstum der Nervenzellen stimulierte.“

Die Forscher untersuchten auch die Auswirkungen der Lichttherapie in präklinischen Modellen von Rückenmarksverletzungen. Dabei verwendeten sie zwei verschiedene Methoden: ein implantierbares Gerät und die transdermale Verabreichung, bei der eine Lichtquelle auf die Haut platziert wird.

Ihre Studie zeigte vergleichbare Ergebnisse für beide Verabreichungsmethoden: Eine Dosis von 660 nm-Licht, die sieben Tage lang täglich eine Minute lang verabreicht wurde, führte zu einer Verringerung der Gewebenarbenbildung an der Verletzungsstelle und einer signifikanten funktionellen Wiederherstellung.

Die Forscher stellten außerdem eine deutliche Verringerung von Hohlräumen und Narbenbildung fest, außerdem einen Anstieg der Proteinwerte, die mit der Regeneration von Nervenzellen in Zusammenhang stehen, und eine Verbesserung der Verbindungen zwischen den Zellen im geschädigten Bereich des Rückenmarks.

Dies ist das erste Mal, dass transdermale und direkte Lichtzufuhr bei einer Rückenmarksverletzung verglichen wurden. Die Ergebnisse stellen einen wichtigen Meilenstein für die Forscher dar, die bereits zusätzliche Fördermittel erhalten haben und planen, ein implantierbares Gerät für Menschen mit einer traumatischen Rückenmarksverletzung zu entwickeln, für die es derzeit keine Behandlungen gibt, die Zellen erhalten oder die neurologische Funktion verbessern.

Andrew Stevens, Erstautor der Studie und Assistenzarzt für Neurochirurgie, erklärt: „Operationen nach Rückenmarksverletzungen sind Routine, zielen derzeit jedoch lediglich darauf ab, die durch die Verletzung verursachten Schäden an den Wirbelsäulenknochen zu stabilisieren. Dieses Konzept ist unglaublich spannend, da es Chirurgen die Möglichkeit bieten könnte, während derselben Operation ein Gerät zu implantieren, das zum Schutz und zur Reparatur des Rückenmarks selbst beitragen könnte.“

Professor Ahmed fährt fort: „Um die Lichttherapie für die Behandlung von Rückenmarksverletzungen beim Menschen nutzbar zu machen, wird ein implantierbares Gerät benötigt, das eine direkte Sicht auf das geschädigte Gewebe ermöglicht und eine höhere Präzision und Standardisierung der Dosierung zulässt, ohne durch die Dicke der Haut und anderer Gewebe, die das Rückenmark umgeben, behindert zu werden.

Die Photobiomodulation (PBM) könnte einen praktikablen therapeutischen Ansatz mit rotem oder nahinfrarotem Licht darstellen, um die Genesung nach einer Rückenmarksverletzung zu fördern, indem sie die Neuroinflammation lindert und die neuronale Apoptose verhindert. Unsere aktuelle Forschung zielt darauf ab, PBM-Dosierungsschemata zu optimieren und die Wirksamkeit eines invasiven PBM-Verabreichungsparadigmas für Rückenmarksverletzungen zu entwickeln und zu validieren.

Das Forschungsteam ist nun auf der Suche nach kommerziellen Partnern oder Investoren, um die nächsten Schritte bei der Entwicklung eines Geräteprototyps zu unternehmen, der in den ersten klinischen Studien am Menschen eingesetzt werden könnte.