Estimulación eléctrica en la médula espinal para recuperar los brazos

La estimulación eléctrica epidural de la médula espinal cervical mejoró los movimientos motores y la fuerza del brazo y la mano en dos pacientes con debilidad muscular crónica posterior a un accidente cerebrovascular, según un estudio clínico publicado por el equipo de Marco Capogrosso este lunes en la revista Nature Medicine. Según los autores, estos datos proporcionan evidencia preliminar del potencial de la estimulación de la médula espinal (SCS) como un enfoque restaurador para la recuperación de las extremidades superiores después de un accidente cerebrovascular.

Casi las tres cuartas partes de las personas que sufren un accidente cerebrovascular presentan déficits duraderos en el control motor de los brazos y las manos. Estos déficits motores persisten en parte debido a las limitaciones de los enfoques actuales de neurorrehabilitación. La estimulación de la médula espinal, una tecnología clínicamente aprobada, se ha mostrado prometedora en la recuperación duradera de la función motora de las piernas en personas con lesión de la médula espinal. A pesar de estos hallazgos alentadores, la estimulación epidural de la médula espinal cervical para lograr la recuperación de las extremidades superiores ha sido en gran parte inexplorada.

Estimulación durante 29 días

Para este trabajo, Capogrosso y su equipo implantaron cables SCS durante 29 días en la médula espinal cervical de dos pacientes (mujeres, de 31 y 47 años de edad) con debilidad crónica en las extremidades superiores después de un accidente cerebrovascular, con el objetivo de controlar los circuitos neuronales que controlan los músculos de los brazos y las manos. Luego, los autores demostraron que la SCS epidural continua de estos circuitos de la médula espinal mejoraba la fuerza y la destreza del brazo y la mano en estos pacientes. 

Las pacientes recuperaron habilidades motoras finas como abrir una cerradura y manipular utensilios para comer

El tratamiento también permitió habilidades motoras finas como abrir una cerradura y manipular utensilios para comer de forma independiente, tareas que un paciente no había podido realizar durante 9 años. Además, los autores demostraron que los beneficios funcionales de SCS persistieron hasta 4 semanas después de que se detuvo la estimulación. Indican que no se informaron eventos adversos graves con este enfoque.

Mejoras que perduran

“Hemos descubierto que la estimulación eléctrica de regiones específicas de la médula espinal permite a los pacientes mover el brazo de formas que no podrían hacer sin la estimulación”, explica Capogrosso. “Quizás aún más interesante, descubrimos que después de unas pocas semanas de uso, algunas de estas mejoras perduran cuando se apaga la estimulación, lo que indica vías emocionantes para el futuro de las terapias para el accidente cerebrovascular”. 

"Algunas de estas mejoras perduran cuando se apaga la estimulación, lo que indica vías emocionantes para el futuro de las terapias”

“Gracias a años de investigación preclínica”, añade, “hemos desarrollado un protocolo de estimulación práctico y fácil de usar que adapta las tecnologías clínicas existentes aprobadas por la FDA que podrían traducirse fácilmente al hospital y trasladarse rápidamente del laboratorio a la clínica”. 

Uno de cada cuatro adultos

Cuando se trata de accidentes cerebrovasculares, los cardiólogos predicen un futuro sombrío: a nivel mundial, uno de cada cuatro adultos mayores de 25 años sufrirá un accidente cerebrovascular en su vida, y el 75% de esas personas tendrán déficits duraderos en el control motor de su brazo y mano, severamente limitando su autonomía física.

Actualmente, ningún tratamiento es efectivo para tratar la parálisis en la llamada etapa crónica del accidente cerebrovascular, que comienza aproximadamente seis meses después del incidente del accidente cerebrovascular. La nueva tecnología, dicen los investigadores, tiene el potencial de ofrecer esperanza a las personas que viven con impedimentos que de otro modo se considerarían permanentes.

"La creación de soluciones de neurorrehabilitación eficaces para las personas afectadas por el deterioro del movimiento después de un accidente cerebrovascular es cada vez más urgente", explica Elvira Pirondini, coautora del artículo. “Incluso los déficits leves resultantes de un accidente cerebrovascular pueden aislar a las personas de la vida social y profesional y volverse muy debilitantes, y las deficiencias motoras en el brazo y la mano son especialmente exigentes e impiden las actividades diarias simples, como escribir, comer y vestirse”.

Electrodos en la médula

La tecnología de estimulación de la médula espinal utiliza un conjunto de electrodos colocados en la superficie de la médula espinal para enviar pulsos de electricidad que activan las células nerviosas dentro de la médula espinal. Esta tecnología ya se está utilizando para tratar el dolor persistente de alto grado. Además, varios grupos de investigación de todo el mundo han demostrado que la estimulación de la médula espinal se puede utilizar para restaurar el movimiento de las piernas después de una lesión de la médula espinal.

Pero la destreza única de la mano humana, combinada con el amplio rango de movimiento del brazo en el hombro y la complejidad de las señales neuronales que controlan el brazo y la mano, agregan un conjunto de desafíos significativamente mayor.

Después de años de extensos estudios preclínicos que involucraron modelos informáticos y pruebas en animales en monos macacos con parálisis parcial del brazo, los investigadores recibieron autorización para probar esta terapia optimizada en humanos.

“Al estimular, podemos amplificar la actividad de los músculos debilitados por un accidente cerebrovascular”

"Los nervios sensoriales del brazo y la mano envían señales a las neuronas motoras en la médula espinal que controlan los músculos de la extremidad", explica Douglas Weber, profesor de ingeniería mecánica en el Instituto de Neurociencia de la Universidad Carnegie Mellon y coautor del estudio. “Al estimular estos nervios sensoriales, podemos amplificar la actividad de los músculos debilitados por un accidente cerebrovascular. Es importante destacar que el paciente conserva el control total de sus movimientos: la estimulación es de asistencia y fortalece la activación muscular solo cuando los pacientes intentan moverse”.

Los autores concluyen que se necesitan más estudios en cohortes más grandes para validar la seguridad y eficacia de este enfoque. Sin embargo, sugieren que esta evidencia preliminar indica que el SCS cervical podría usarse como una tecnología de asistencia, para mejorar la función motora de la mano y el brazo en pacientes cuando está encendido, y como un enfoque restaurador, para permitir que se recupere la función motora perdida cuando está apagado.

Referencia: Epidural stimulation of the cervical spinal cord for post-stroke upper-limb paresis (Nature Medicine)  DOI 10.1038/s41591-022-02202-6