Choroba Alzheimera – wyzwanie współczesnej medycyny
Choroba Alzheimera to jedno z największych wyzwań współczesnej medycyny. Liczba chorych na całym świecie rośnie w dramatycznym tempie – w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat może przekroczyć 50 milionów osób, obciążając nie tylko systemy opieki zdrowotnej, lecz także rodziny pacjentów.
Badania mechanizmów neuronalnych leżących u podstaw procesów poznawczych, prowadzone od lat w Katedrze Neurobiologii pozwoliły na rozpoczęcie współpracy z firmą Cogniquard i realizację badań nad nieinwazyjną stymulacją nerwu błędnego (VNS). Badania te dały podwaliny dla rozwoju nowych rozwiązań technologicznych zastosowanych w urządzeniu, które wykorzystują fizjologiczny okres konsolidacji pamięci – sen.
Synergia nauki i biznesu
Prezentacja urządzenia odbyła się na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego.
– Miejsce dzisiejszego spotkania nie jest przypadkowe. Właśnie u nas w laboratoriach Katedry Neurobiologii, która od wielu lat koncentruje się na badaniu mechanizmów neuronalnych leżących u podstaw procesów poznawczych, rozpoczęte zostały 10 lat temu, w ścisłej współpracy z firmą Cogniquard, badania nad nieinwazyjną stymulacją nerwu błędnego. Wyniki badań naukowych okazały się być kluczem do sukcesu wdrożeniowego w postaci opracowania gotowego do zastosowania urządzenia medycznego Vguard, które daje nadzieję milionom pacjentów cierpiących na chorobę Alzheimera. Ten sukces pokazuje, jak cenna jest kooperacja jednostek badawczych, takich jak nasz Wydział z partnerami technologicznymi, jakim jest firma Cogniguard. Synergia potencjału badawczego uczelni z możliwościami wdrożeniowymi firm prowadzi do innowacyjnych rozwiązań, które z powodzeniem służą społeczeństwu
– mówi prof. dr hab. Agnieszka Marczak, dziekan Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego.
O potencjale projektu mówiła obecna na prezentacji Prezydent Miasta Łodzi Hanna Zdanowska:
– Łódź od lat udowadnia, że jest miastem odwagi, kreatywności i przełomowych pomysłów. Dziś spotykamy się, aby mówić o innowacji, która może realnie zmienić życie milionów ludzi na świecie – i która powstała właśnie tutaj, w naszym mieście. Łódzki Startup oraz zespół dr hab. n. med. Adama Broncela stworzyli rozwiązanie, które może otworzyć nowy rozdział w terapii choroby Alzheimera. Technologia z Łodzi, działająca w domowych warunkach, daje nadzieję osobom, które dziś często czują się bezradne wobec tej choroby. To ogromny krok naprzód – zarówno dla pacjentów, jak i ich rodzin. I ogromny powód do dumy dla naszego miasta. Łódź staje się miejscem, w którym nowoczesna medycyna łączy się z technologią, biznesem i odwagą myślenia. Takie projekty pokazują, że mamy w naszym mieście potencjał naukowy i innowacyjny na światowym poziomie. Że potrafimy tworzyć rozwiązania, które trafiają na europejskie i amerykańskie rynki, zdobywają patenty i – co najważniejsze – zmieniają ludzkie życie. Choroba Alzheimera to jedno z największych wyzwań współczesności. Dlatego każda technologia, która daje choć odrobinę nadziei, jest bezcenna. A jeśli powstaje właśnie tutaj – w Łodzi – jest także potwierdzeniem kierunku, w którym idziemy jako miasto nowoczesne, empatyczne i nastawione na przyszłość.
Badania przedkliniczne
Wydarzenie było doskonałą okazją, żeby poruszyć kilka istotnych kwestii związanych z badaniami podstawowymi, które zakończyły się ogromnym sukcesem.
– Zadaniem zespołu Katedry Neurobiologii było opracowanie badań przedklinicznych na modelu zwierzęcym, które umożliwiałby opracowanie przyszłych protokołów klinicznych, parametrów drażnienia nerwu błędnego i zebranie wielu innych informacji, niezbędnych w procesie terapeutycznym. Badania przedkliniczne zaowocowały wieloma publikacjami i komunikatami konferencyjnymi. W tym czasie dokonaliśmy znaczącego odkrycia, które zdominowało późniejsze projekty. Okazało się, że elektryczne drażnienie nerwu błędnego indukuje hipokampalny rytm theta, aktywność EEG, która związana jest ze snem REM oraz konsolidacją pamięci. Chciałbym podzielić się też osobistą refleksją. Nie ma większej satysfakcji dla badacza, który po latach badań widzi, jak uzyskane wyniki nabierają wartości aplikacyjnej i stanowią podstawę implementacji nowatorskiej metody klinicznej, która ma istotny wymiar społeczny, w tym wypadku zatrzymuje rozwój procesów demencyjnych. W tym względzie to jest największa nagroda, która i mnie spotkała
– mówił podczas konferencji prof. Jan Konopacki, konsultant i badacz, pod którego kierunkiem prowadzone były badania.
Na czym polegały badania tłumaczy także przeprowadzająca je dr hab. Renata Bocian, prodziekan ds. dydaktyki Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego:
– Dr hab. n.med. Adam Broncel przedstawił nam ideę badań, których celem było sprawdzenie, czy stosowana od wielu lat w leczeniu lekoopornej padaczki, depresji czy migreny metoda stymulacji nerwu błędnego mogłaby znaleźć zastosowanie w terapii zaburzeń pamięci. Przełomowym etapem naszych badań było wykazanie, że stymulacja nerwu błędnego indukuje odpowiedź w hipokampie, strukturze mózgu związanej z procesami pamięci i uczenia się. W odpowiedzi na prowadzoną stymulację zaobserwowaliśmy w hipokampie rytm theta, będący fizjologicznym markerem konsolidacji pamięci. W kolejnych etapach poszliśmy o krok dalej, próbując określić neurochemiczne podłoże obserwowanego efektu. Uzyskane wyniki sugerują, że stymulacja nerwu błędnego indukuje zwiększone uwalnianie endogennych zasobów acetylocholiny i noradrenaliny w strukturach mózgu zaangażowanych w proces konsolidacji pamięci. Uruchomienie tego mechanizmu wymaga jedynie właściwego bodźca inicjującego np. impulsu elektrycznego generowanego przez urządzenie Vguard. Uzyskane w trakcie badań dane pozwoliły także na określenie wstępnych parametrów optymalnej stymulacji, gdyż wykazano, że skuteczność tej metody jest uzależniona od zastosowania właściwego protokołu stymulacji. Jako osoba prowadząca badania naukowe od blisko 30 lat, pragnę podkreślić, że jednym z najistotniejszych aspektów pracy eksperymentalnej jest moment, w którym wyniki badań stają się podstawą tworzenia innowacyjnych rozwiązań bądź technologii o realnym znaczeniu społecznym. Badania realizowane w ostatnich latach w Katedrze Neurobiologii Uniwersytetu Łódzkiego dobrze odzwierciedlają takie podejście. Rezultaty prowadzonych prac, obejmujących badania przedkliniczne, stały się fundamentem opracowania nowej terapii leczenia zaburzeń poznawczych. Udział w projekcie, którego efektem jest opracowanie niezwykle obiecującej metody terapeutycznej leczenia zaburzeń pamięci opartej na neuromodulacji, stanowi dla mnie szczególnie cenne doświadczenie zawodowe.
Innowacja w neurostymulacji
Urządzenie Vguard to nieinwazyjny stymulator mózgu, przeznaczony do samodzielnego użytkowania w warunkach domowych w trakcie snu. Działanie urządzenia polega na przesyłaniu precyzyjnie kontrolowanych impulsów elektrycznych do ośrodkowego układu nerwowego przez nerw błędny, oddziałując na aktywność hipokampa, struktury kluczowej dla konsolidacji pamięci.
– Urządzenie ma formę tekstylnej opaski na głowę. Terapia polega na użyciu specjalnych elektrod w formie elastycznych klipsów nausznych. Ich kształt pozwala na precyzyjne umieszczenie w okolicy kanału słuchowego, dokładnie w miejscu, gdzie gałąź nerwu błędnego znajduje się blisko powierzchni skóry. Elektrody podłączone są do mikrostymulatora, który wysyła precyzyjnie kontrolowane impulsy. Stymulacja odbywa się głównie podczas fazy snu REM, co wspiera naturalne procesy mózgu związane z utrwalaniem pamięci świeżej. Cały proces jest zarządzany przez aplikację mobilną, która nie tylko prowadzi użytkownika przez terapię, ale także zapisuje jej przebieg i umożliwia zdalny nadzór lekarski
– tłumaczy dr hab. n. med. Adam Broncel, kierownik medyczny projektu i dyrektor operacyjny Cogniguard Polska.
Kluczowe dla długotrwałej terapii przewlekłej było zapewnienie komfortu i bezpieczeństwa. – Wymagało to opracowania specyficznych protokołów stymulacji. Opracowane algorytmy dozują impulsy w zgodzie z rytmem snu i działają poniżej progu czucia i poniżej progu wybudzenia pacjenta. Dzięki temu stymulacja jest nieodczuwalna, nie zakłóca snu i jest bardzo dobrze tolerowana, co udowadniają przeprowadzone wstępne badania kliniczne. Terapia może być prowadzona w sposób powtarzalny przez cały okres nocy
– dodaje Adam Broncel.
Realne efekty
Pierwsze badania trwające od 3 do 6 miesięcy zostały przeprowadzone na grupie ponad 50 pacjentów z wczesnym stadium choroby Alzheimera i łagodnych zaburzeń poznawczych (MCI). Otrzymane rezultaty przerosły oczekiwania zespołu badawczego. Początkowo zakładano jedynie spowolnienie lub zatrzymanie postępu choroby. Tymczasem u pacjentów zaobserwowano znaczną poprawę parametrów poznawczych, potwierdzoną statystycznie. – Zauważyliśmy u pacjentów realne korzyści: od lepszej orientacji, przez poprawę koncentracji, po możliwość powrotu do codziennych aktywności, które wcześniej były utrudnione. Zarówno pacjenci, jak i ich opiekunowie zgłaszali poprawę jakości życia
– mówi Adam Broncel.
Badania powtórzono na mniejszej grupie pacjentów w ośrodku w Tel Awiwie. Wzięły w nich udział osoby w zaawansowanym stadium choroby. Wyniki były zbliżone, choć statystycznie nieco gorsze, co potwierdza ogólną zasadę leczenia chorób neurodegeneracyjnych: im wcześniej zastosuje się terapię, tym większe jest prawdopodobieństwo osiągnięcia lepszego efektu.
Kolejny krok
Innowacyjność Vguard została zabezpieczona pięcioma globalnymi patentami. Urządzenie jako pierwsze na świecie w tym wskazaniu uzyskało medyczny znak CE MDR, dopuszczający je do stosowania na rynku europejskim w leczeniu zaburzeń poznawczych w przebiegu choroby Alzheimera. Obecnie trwają przygotowania do szerokich, wieloośrodkowych badań klinicznych w Europie i w Polsce, mających na celu dalszy rozwój prezentowanej terapii. Dzięki urządzeniu Vguard otwiera się nowa obiecująca ścieżka terapii dla milionów pacjentów na całym świecie.
Redakcja: Kamila Knol-Michałowska (Centrum Promocji Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska)
Zdjęcia: Mateusz Kowalski (Centrum Promocji Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska)
