Nghiên cứu liên quan đến việc khôi phục khả năng di chuyển của 9 bệnh nhân bị chấn thương tủy sống nghiêm trọng trước khi được nghiên cứu tổn thương ở cấp độ tế bào trong mô hình chuột.

Phân tích kết quả nghiên cứu cho thấy, 2 quần thể tế bào thần kinh trong tủy sống vùng thắt lưng có xu hướng ưu tiên đáp ứng sự kích thích. Nghiên cứu được công bố trênTạp chí Nature.

Giải pháp kích thích tế bào thần kinh tủy sống

Chấn thương tủy sống là hình thức bị gián đoạn hệ thống giao tiếp giữa não và tế bào thần kinh trong tủy sống, trực tiếp điều khiển chuyển động. Trong 5 năm qua, các nhà khoa học đã nỗ lực phát triển các hệ thống sử dụng kích thích điện, giúp các bệnh nhân phục hồi sau tình trạng tê liệt, kết quả của những chấn thương tủy sống. Những can thiệp này, được tăng cường hơn nữa kết hợp với luyện tập phục hồi chức năng vận động, đã thay đổi cuộc sống nhưng phần lớn vẫn chưa có những phân tích, giải thích trên lĩnh vực lâm sàng.

Trong bản báo cáo khoa học, nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ Lausanne (EPFL), phối hợp làm việc với Jocelyn Bloch, bác sĩ phẫu thuật thần kinh tại Bệnh viện Đại học Lausanne chứng minh hiệu quả của kỹ thuật mới, được gọi là kích thích điện ngoài màng cứng. Trong một thử nghiệm lâm sàng, 9 bệnh nhân lập tức được cải thiện khả năng đi lại sau khi bật kích thích. Một số bệnh nhân có thể duy trì chức năng vận động được cải thiện ngay cả sau khi kích thích đã tắt.

Phát hiện thứ hai này cho thấy, những thay đổi lâu dài được thực hiện đối với những chức năng của các tế bào thần kinh trong tủy sống, làm nền tảng cho những sự phục hồi đáng kinh ngạc này. Trưởng nhóm nghiên cứuGrégoire Courtine, GS khoa học thần kinh tại EPFL và nhóm nghiên cứu quyết định kiểm tra chi tiết, điều gì xảy ra trong tủy sống của bệnh nhân.

Xác định nhóm các tế bào thần kinh phục hồi

Nhóm nghiên cứu rất ngạc nhiên khi nhận thấy, hoạt động tổng thể trong tủy sống thực sự giảm để đáp ứng với kích thích, cho thấy rằng phản ứng được thúc đẩy bằng các quần thể tế bào thần kinh nhỏ chứ không phải là một phản ứng hàng loạt của các tế bào thần kinh tổng thể.

Để nghiên cứu kỹ lưỡng các nhóm tế bào thần kinh chịu trách nhiệm, các nhà khoa học tiến hành thí nghiệm với những con chuột, bị những chấn thương tủy sống tương tự. Nhóm nghiên cứu tạo ra các bản đồ hoạt động của gene trong các tế bào thần kinh tủy sống chuột, cho phép theo dõi những tế bào thần kinh ưu tiên nhắm mục tiêu để điều trị bằng kích thích. "Mô hình thí nghiệm của nhóm cho phép chúng tôi quan sát quá trình phục hồi với độ chi tiết cao, đến cấp độ tế bào thần kinh," GS Courtine trong một thông cáo báo chí cho biết.

Nhóm nghiên cứu khoanh vùng xem xét một nhóm các interneuron thắt lưng kích thích, biểu hiện một gen được gọi làVsx2, có ý nghĩa quan trọng với khả năng đi lại của chuột được phục hồi. Điểm đặc biệt là các tế bào thần kinh tương tự không cần thiết cho những con chuột khỏe mạnh đi lại mà không cần kích thích.

Nhóm nghiên cứu sử dụng những kỹ thuật kích thích trên cơ sở ánh sáng tiên tiến để chứng minh, khi các tế bào thần kinh biểu hiệnVsx2 bị vô hiệu hóa, những con chuột chấn thương tủy sống không còn có thể đi lại. Những con chuột bị vô hiệu hóa các tế bào thần kinh này mãn tính cũng không có bất cứ phản ứng nào từ sự kích thích.

Bước đầu tiên để giải quyết tình trạng tê liệt

Các tác giả thừa nhận, quá trình đi bộ được kiểm soát bổ sung bởi nhiều quần thể thần kinh trên não và tủy sống; Vị trí và khả năng kết nối của những tế bào thần kinh này phải được phát hiện và xác định trong nghiên cứu tương lai.

Nhưng đây là bước đầu tiên quan trọng trong quy trình, Bloch nói. "Nghiên cứu mới, trong đó 9 bệnh nhân thử nghiệm lâm sàng có thể phục hồi một số cấp độ chức năng vận động nhờ tác động kích thích cung cấp cho chúng ta một góc nhìn sâu sắc có ý nghĩa quan trọng về quy trình tái tổ chức các tế bào thần kinh tủy sống."

Đồng tác giả công trình nghiên cứu, nhà khoa học EPFL Jordan Squair cho biết thêm: "Phát hiện này mở đường cho những phương pháp điều trị nhắm mục tiêu các nhóm tế bào thần kinh cụ thể đối với những bệnh nhân bị liệt. Chúng ta có thể đặt mục tiêu thao túng những tế bào thần kinh để tái tạo lại hoạt động của tủy sống".