Ryggmärgsskador kan läka med hjälp av elektricitet

Enligt en färsk rapport från Världshälsoorganisationen, WHO lever runt 15 miljoner människor världen över med ryggmärgsskador*. I ryggmärgen finns mängder med nervtrådar som förmedlar nervimpulser mellan hjärnan och resten av kroppen. När ryggmärgen skadas bryts därför kontakten mellan hjärnan och de delar av kroppen som ligger nedanför skadeområdet, vilket ofta leder till förlust av både känsel och funktion, och i värsta fall förlamning.

– Till skillnad från ett sår som läker av sig självt kan inte ryggmärgen läkas på egen hand. Det innebär att ryggmärgsskador är både förödande och ofta permanenta för de som drabbas, säger Maria Asplund, professor i bioelektronik på Chalmers. Hon är tillsammans med Darren Svirskis, University of Auckland, seniorförfattare till studier som nyligen publicerats i Nature Communications

Elektricitet fick nervtrådar att växa ihop

I slutet av fosterstadiet och precis efter födseln spelar naturligt förekommande elektriska fält en viktig roll i nervsystemets utveckling, genom att de både skapar och styr tillväxten av nervvävnad längs med ryggmärgen. För att ta fram ett inplantat som efterliknar denna process använde forskarna samma slags elektriska styrsystem och testade det på råttor med ryggmärgsskador.

– Vi har utvecklat ett ultratunt implantat som kan sättas direkt på ryggmärgen, precis där skadan hade skett hos råttorna, säger Bruce Harland, senior forskare vid University of Auckland, och en av huvudförfattarna till studierna.

Implantatet ger ifrån sig en noggrant kontrollerad elektrisk ström över det skadade området. I studyn kunde forskarna se hur den elektriska stimuleringen ledde till förbättrad återhämtning och att djuren återfick rörelseförmåga och känsel. Resultaten ger nu nytt hopp för människor som lider av funktions- och känselbortfall till följd av ryggmärgsskador.

– På sikt är målet att omvandla denna teknik till en medicinteknisk produkt som kan hjälpa människor vars liv är kraftigt begränsad till följd av skador på ryggmärgen, säger Maria Asplund.

Studien är den första i sitt slag där ett tunt implantat ger elektrisk stimulering i direkt kontakt med ryggmärgen. Forskarna beskriver resultat som både lovande och banbrytande.  

– Det här är ett spännande koncept som visar att behandling med elektriska fält kan hjälpa till i återhämtningen efter ryggmärgsskada, säger Lukas Matter, doktorand i bioelektronik på Chalmers, som tillsammans med Bruce Harland är huvudförfattare till studier.

Förbättrad rörelseförmåga efter fyra veckor

Till skillnad från människor har råttor en större förmåga att på egen hand kunna läka ryggmärgsskador. Det gjorde det möjligt för forskarna att jämföra naturlig läkning med läkning som framkallas genom elektrisk stimulering.

Behandlingen pågick i sammanlagt tolv veckor, och efter fyra veckor kunde forskarna konstateras och förbättrad rörelseförmåga hos de råttor som hade fått daglig behandling med elektriska fält, jämfört med dem som inte hade fått någon behandling. De råttor som genomgick elektrisk behandling reagerade också snabbare på mild beröring.

– Detta är en indikation på att behandlingen ledde till att både rörelse och känsel kunde återställas, säger Bruce Harland. En annan viktig aspekt i studien är att vi också kunde visa att behandlingen inte orsakade inflammation eller annan skada på ryggmärgen, vilket visar att den inte bara är effektiv utan också säker, säger professor Darren Svirskis, University of Auckland.

Nästa steg för forskarna är att undersöka hur behandlingsformen kan utvecklas genom att justera styrka, frekvens och varaktighet på den elektriska stimuleringen och se hur återhämtningen påverkas för att på sikt nå fram till det mest effektiva receptet för reparation av ryggmärgen.

Studien: Daglig behandling med elektriskt fält förbättrar funktionella resultat efter thoraxkontusion och ryggmärgsskada hos råttor

Publicerad i Nature Communications. Studien har genomförts i samarbete mellan Chalmers tekniska högskola och University of Auckland, Nya Zeeland, där det nya implantatet i studien testades.

Författarna är Maria Asplund och Lukas Matter vid Chalmers tekniska högskola samt Bruce Harland och Darren Svirskis vid University of Auckland, Nya Zeeland.

*WHO Spinal cord injury, 2024

Källa: Chalmers tekniska högskola .